JPH11330521A - 太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法 - Google Patents
太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法Info
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- JPH11330521A JPH11330521A JP11065441A JP6544199A JPH11330521A JP H11330521 A JPH11330521 A JP H11330521A JP 11065441 A JP11065441 A JP 11065441A JP 6544199 A JP6544199 A JP 6544199A JP H11330521 A JPH11330521 A JP H11330521A
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- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
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- Y10S136/291—Applications
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- Y10S323/906—Solar cell systems
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽電池アレイの構成や太陽電池モジュール
の故障モードに関係なく故障を検知し、故障した太陽電
池モジュールを特定できるようにする。 【解決手段】 太陽電池１２と電圧が印加されることに
より信号を発生する信号発生手段１４とを少なくとも有
する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池１２と
前記信号発生手段１４とが並列に接続されており、前記
電圧は少なくとも前記信号発生手段１４と並列に接続さ
れている前記太陽電池１２によって出力される電圧とす
る。
の故障モードに関係なく故障を検知し、故障した太陽電
池モジュールを特定できるようにする。 【解決手段】 太陽電池１２と電圧が印加されることに
より信号を発生する信号発生手段１４とを少なくとも有
する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池１２と
前記信号発生手段１４とが並列に接続されており、前記
電圧は少なくとも前記信号発生手段１４と並列に接続さ
れている前記太陽電池１２によって出力される電圧とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池モジュー
ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置および太陽電池モ
ジュールの故障特定方法に関する。
ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置および太陽電池モ
ジュールの故障特定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池モジュールの普及が進
み、特に個人住宅等の屋外で設置される中規模電力シス
テムにおける太陽電池モジュールの需要が急増してい
る。そして一般に、太陽電池モジュールを電力用として
使用する場合、複数個の太陽電池モジュールを直列接続
することにより一定電圧以上の電圧を発生する直列体を
作り、この直列体を並列接続して太陽電池アレイを形成
している。
み、特に個人住宅等の屋外で設置される中規模電力シス
テムにおける太陽電池モジュールの需要が急増してい
る。そして一般に、太陽電池モジュールを電力用として
使用する場合、複数個の太陽電池モジュールを直列接続
することにより一定電圧以上の電圧を発生する直列体を
作り、この直列体を並列接続して太陽電池アレイを形成
している。
【０００３】図２９は従来の太陽電池モジュールの構成
を示す回路図である。図中、１は太陽電池モジュール、
１ａは太陽電池、１ｂは太陽電池１ａに並列に接続され
たバイパスダイオードである。バイパスダイオード１ｂ
は、太陽電池モジュール１に部分的に影が発生して太陽
電池１ａが高抵抗状態となり、負荷を介して太陽電池モ
ジュール１に他の直列体内の太陽電池モジュールにおい
て発生した電圧が逆バイアスとして印加される現象（以
下、パーシャルシャドウという）が発生した際、太陽電
池モジュール１内の太陽電池１ａに逆バイアスが印加さ
れることを防止することにより、太陽電池素子の破損を
防止する役目を果たしている。そして通常、太陽電池ア
レイの一部の太陽電池モジュールが故障して太陽電池ア
レイの出力が異常になった場合、故障箇所を検出するた
めには、まず、直列体ごとに電気的出力が正常であるか
を調べ、その後、太陽電池光発電装置を停止させ、太陽
電池モジュールの出力端子を使用して、直列体を形成す
る太陽電池モジュールごとに個々の電気的出力を測定し
なければならなかった。
を示す回路図である。図中、１は太陽電池モジュール、
１ａは太陽電池、１ｂは太陽電池１ａに並列に接続され
たバイパスダイオードである。バイパスダイオード１ｂ
は、太陽電池モジュール１に部分的に影が発生して太陽
電池１ａが高抵抗状態となり、負荷を介して太陽電池モ
ジュール１に他の直列体内の太陽電池モジュールにおい
て発生した電圧が逆バイアスとして印加される現象（以
下、パーシャルシャドウという）が発生した際、太陽電
池モジュール１内の太陽電池１ａに逆バイアスが印加さ
れることを防止することにより、太陽電池素子の破損を
防止する役目を果たしている。そして通常、太陽電池ア
レイの一部の太陽電池モジュールが故障して太陽電池ア
レイの出力が異常になった場合、故障箇所を検出するた
めには、まず、直列体ごとに電気的出力が正常であるか
を調べ、その後、太陽電池光発電装置を停止させ、太陽
電池モジュールの出力端子を使用して、直列体を形成す
る太陽電池モジュールごとに個々の電気的出力を測定し
なければならなかった。
【０００４】しかし、これらの出力端子は、太陽電池モ
ジュールの裏面（受光面とは反対側の面）に存在するこ
とが多く、太陽電池モジュール設置後にそれらの出力端
子を使用することにより故障箇所を特定することは非常
に困難であった。また、検査用端子を各モジュールごと
に設け、外部に露出させることは、漏電や感電の原因と
なるため、信頼性上問題がある。そのため、検査用端子
は設けられていなかった。したがって、太陽電池アレイ
中の故障した太陽電池モジュールを特定するためには、
太陽電池アレイ内の配線中に流れる電流をクランプ型電
流計等を用いて測定するのが一般的であった。
ジュールの裏面（受光面とは反対側の面）に存在するこ
とが多く、太陽電池モジュール設置後にそれらの出力端
子を使用することにより故障箇所を特定することは非常
に困難であった。また、検査用端子を各モジュールごと
に設け、外部に露出させることは、漏電や感電の原因と
なるため、信頼性上問題がある。そのため、検査用端子
は設けられていなかった。したがって、太陽電池アレイ
中の故障した太陽電池モジュールを特定するためには、
太陽電池アレイ内の配線中に流れる電流をクランプ型電
流計等を用いて測定するのが一般的であった。
【０００５】そこで、故障箇所の特定のためには外部に
露出しない電流検査手段を設けた太陽電池モジュールが
実用上望ましく、この例としては、特開平６−１２５１
０５号公報において開示された図３０に示される太陽電
池モジュールや、特開平９−１４８６１３号公報におい
て開示された図３１に示される太陽電池モジュールが挙
げられる。図３０（ａ）および（ｂ）中の１ｃおよび１
ｄは磁界発生手段であり、図３１中の１ｅは発光手段で
ある。図３０（ａ）に示される太陽電池モジュールにお
いては、バイパスダイオード１ｂに電流が流れると磁界
発生手段１ｃに磁界が発生する。図３０（ｂ）に示され
る太陽電池モジュールにおいては、太陽電池１ａが発生
する起電力により磁界発生手段１ｄに動作電流が流れる
と磁界が発生するように構成されている。図３１に示さ
れる太陽電池モジュールにおいては、バイパスダイオー
ド１ｂに電流が流れると発光手段１ｅが点灯するように
構成されている。つまり、図３０（ｂ）に示される電流
検査用手段は、太陽電池１ａの動作中における動作電流
ｃ１に注目したものであり、図３０（ａ）および図３１
に示される電流検査用手段は、太陽電池１ａの動作電圧
が低下した場合に、バイパスダイオード１ｂに流れる電
流ｃ２に注目したものである。
露出しない電流検査手段を設けた太陽電池モジュールが
実用上望ましく、この例としては、特開平６−１２５１
０５号公報において開示された図３０に示される太陽電
池モジュールや、特開平９−１４８６１３号公報におい
て開示された図３１に示される太陽電池モジュールが挙
げられる。図３０（ａ）および（ｂ）中の１ｃおよび１
ｄは磁界発生手段であり、図３１中の１ｅは発光手段で
ある。図３０（ａ）に示される太陽電池モジュールにお
いては、バイパスダイオード１ｂに電流が流れると磁界
発生手段１ｃに磁界が発生する。図３０（ｂ）に示され
る太陽電池モジュールにおいては、太陽電池１ａが発生
する起電力により磁界発生手段１ｄに動作電流が流れる
と磁界が発生するように構成されている。図３１に示さ
れる太陽電池モジュールにおいては、バイパスダイオー
ド１ｂに電流が流れると発光手段１ｅが点灯するように
構成されている。つまり、図３０（ｂ）に示される電流
検査用手段は、太陽電池１ａの動作中における動作電流
ｃ１に注目したものであり、図３０（ａ）および図３１
に示される電流検査用手段は、太陽電池１ａの動作電圧
が低下した場合に、バイパスダイオード１ｂに流れる電
流ｃ２に注目したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の太陽電池アレイにおける故障特定方法には次
のような問題点があった。第１に、太陽電池が故障した
場合、バイパスダイオードに電流が流れるのは太陽電池
の故障モードが開放故障モードのときのみであり、短絡
故障モードの故障には対応できない。第２に、さらに太
陽電池アレイの構成によっては、うまく故障を検出する
ことができない。この問題は、太陽電池アレイ内での逆
流を防止するブロッキングダイオードを配する構成にお
いて、より顕著となる。
うな従来の太陽電池アレイにおける故障特定方法には次
のような問題点があった。第１に、太陽電池が故障した
場合、バイパスダイオードに電流が流れるのは太陽電池
の故障モードが開放故障モードのときのみであり、短絡
故障モードの故障には対応できない。第２に、さらに太
陽電池アレイの構成によっては、うまく故障を検出する
ことができない。この問題は、太陽電池アレイ内での逆
流を防止するブロッキングダイオードを配する構成にお
いて、より顕著となる。
【０００７】なお、開放故障とは、太陽電池を構成する
太陽電池素子の開放状態の故障や、太陽電池を構成する
太陽電池素子が複数ある場合における、それらの太陽電
池素子を接続している配線の断線等の故障をいう。ま
た、短絡故障とは、太陽電池を構成する太陽電池素子自
体の短絡（太陽電池素子自体の一部の短絡を含む。以下
において同じ。）や、太陽電池を構成する太陽電池素子
が複数ある場合における、それらの太陽電池素子を接続
している配線の短絡等の故障をいう。上記の開放故障お
よび短絡故障は、故障の一態様であり、これらの故障状
態（故障モード）をそれぞれ開放故障モード、短絡故障
モードと呼ぶ。
太陽電池素子の開放状態の故障や、太陽電池を構成する
太陽電池素子が複数ある場合における、それらの太陽電
池素子を接続している配線の断線等の故障をいう。ま
た、短絡故障とは、太陽電池を構成する太陽電池素子自
体の短絡（太陽電池素子自体の一部の短絡を含む。以下
において同じ。）や、太陽電池を構成する太陽電池素子
が複数ある場合における、それらの太陽電池素子を接続
している配線の短絡等の故障をいう。上記の開放故障お
よび短絡故障は、故障の一態様であり、これらの故障状
態（故障モード）をそれぞれ開放故障モード、短絡故障
モードと呼ぶ。
【０００８】この２つの問題について、さらに図３２〜
３４を用いて補足する。図３２（ａ）および（ｂ）はそ
れぞれ太陽電池モジュール内の太陽電池１ａが短絡故障
をした状態を示している。このような状態になると、太
陽電池１ａの動作電流の「無」により故障を検知する故
障信号発生手段Ｄ１には、故障状態であるにもかかわら
ず電流２が流れてしまう。一方、バイパスダイオード１
ｂに流れる電流の「有」により故障を検知する故障信号
発生手段Ｄ２には、故障状態であっても電流２が流れな
い。両者いずれの場合も正常動作と見分けがつかなくな
り、直列体内の故障した太陽電池モジュールを特定する
ことができなくなる。
３４を用いて補足する。図３２（ａ）および（ｂ）はそ
れぞれ太陽電池モジュール内の太陽電池１ａが短絡故障
をした状態を示している。このような状態になると、太
陽電池１ａの動作電流の「無」により故障を検知する故
障信号発生手段Ｄ１には、故障状態であるにもかかわら
ず電流２が流れてしまう。一方、バイパスダイオード１
ｂに流れる電流の「有」により故障を検知する故障信号
発生手段Ｄ２には、故障状態であっても電流２が流れな
い。両者いずれの場合も正常動作と見分けがつかなくな
り、直列体内の故障した太陽電池モジュールを特定する
ことができなくなる。
【０００９】図３３は、複数の太陽電池モジュールの直
列体を並列接続することにより構成した太陽電池アレイ
の一例を示す回路図である。同図（ａ）は正常動作時の
状態を示し、（ｂ）はその故障時の状態を示す等価回路
図である。３は太陽電池アレイである。３ｃは各直列体
３ａ、３ｂ間に電圧差が発生した際に起こる電流の逆流
により生じる損失を防止するブロッキングダイオードで
ある。この構成の場合、直列体３ａの一部の太陽電池モ
ジュール１Ａが破損して開放状態になったとしても、他
の太陽電池モジュール１Ｂ、１Ｃで発生される開放電圧
の合計Ｖｏｃ２＋Ｖｏｃ３が、直列体３ｂの動作電圧Ｖ
４＋Ｖ５＋Ｖ６より低ければ、図３３（ｂ）に示すよう
に、動作電流２は直列体３ａ内を全く流れない状態にな
る。つまり、直列体３ａを構成するすべてのバイパスダ
イオードと太陽電池に電流が流れない状態になる。した
がって、直列体３ａ内の故障した太陽電池モジュールを
特定することができなくなる。
列体を並列接続することにより構成した太陽電池アレイ
の一例を示す回路図である。同図（ａ）は正常動作時の
状態を示し、（ｂ）はその故障時の状態を示す等価回路
図である。３は太陽電池アレイである。３ｃは各直列体
３ａ、３ｂ間に電圧差が発生した際に起こる電流の逆流
により生じる損失を防止するブロッキングダイオードで
ある。この構成の場合、直列体３ａの一部の太陽電池モ
ジュール１Ａが破損して開放状態になったとしても、他
の太陽電池モジュール１Ｂ、１Ｃで発生される開放電圧
の合計Ｖｏｃ２＋Ｖｏｃ３が、直列体３ｂの動作電圧Ｖ
４＋Ｖ５＋Ｖ６より低ければ、図３３（ｂ）に示すよう
に、動作電流２は直列体３ａ内を全く流れない状態にな
る。つまり、直列体３ａを構成するすべてのバイパスダ
イオードと太陽電池に電流が流れない状態になる。した
がって、直列体３ａ内の故障した太陽電池モジュールを
特定することができなくなる。
【００１０】図３４は、太陽電池モジュールの並列体３
ｅを複数直列接続することにより構成した太陽電池アレ
イの一例を示す回路図である。同図（ａ）は正常動作時
の状態を示し、（ｂ）はその故障時の状態を示す等価回
路図である。図３４（ａ）中のＩ１＋Ｉ２は正常動作時
の動作電流２を示す。この場合、図３４（ｂ）に示すよ
うに、太陽電池モジュール１Ｄが破損して開放故障が発
生したとしても、負荷電流Ｉ１’＋Ｉ２’が故障してい
ない太陽電池モジュール１Ｅの動作電流以下である場
合、故障太陽電池モジュール１Ｄには、ほとんど逆バイ
アスがかからず、該モジュール内のバイパスダイオード
には電流が流れない。したがって、バイパスダイオード
に流れる電流により故障を検知するタイプの場合は故障
を検知することができない。
ｅを複数直列接続することにより構成した太陽電池アレ
イの一例を示す回路図である。同図（ａ）は正常動作時
の状態を示し、（ｂ）はその故障時の状態を示す等価回
路図である。図３４（ａ）中のＩ１＋Ｉ２は正常動作時
の動作電流２を示す。この場合、図３４（ｂ）に示すよ
うに、太陽電池モジュール１Ｄが破損して開放故障が発
生したとしても、負荷電流Ｉ１’＋Ｉ２’が故障してい
ない太陽電池モジュール１Ｅの動作電流以下である場
合、故障太陽電池モジュール１Ｄには、ほとんど逆バイ
アスがかからず、該モジュール内のバイパスダイオード
には電流が流れない。したがって、バイパスダイオード
に流れる電流により故障を検知するタイプの場合は故障
を検知することができない。
【００１１】この場合は、図３０（ｂ）に示される構成
のようにして太陽電池の動作電流を検知することで故障
箇所を特定することは可能である。しかしながら、磁界
発生手段１ｄ等の信号発生手段は太陽電池と直列に接続
されていることから、太陽電池の動作電流のほぼ全量が
信号発生手段に流れることとなり、信号発生手段におけ
る損失は少なくなかった。特に電流量の大きい大面積の
太陽電池モジュールにおいては、その損失は無視できな
いほど大きくなる。
のようにして太陽電池の動作電流を検知することで故障
箇所を特定することは可能である。しかしながら、磁界
発生手段１ｄ等の信号発生手段は太陽電池と直列に接続
されていることから、太陽電池の動作電流のほぼ全量が
信号発生手段に流れることとなり、信号発生手段におけ
る損失は少なくなかった。特に電流量の大きい大面積の
太陽電池モジュールにおいては、その損失は無視できな
いほど大きくなる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュ
ール、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、および故障し
た太陽電池モジュールの特定方法において、太陽電池ア
レイの構成や太陽電池モジュールの故障モードに関係な
く故障を検知し、故障した太陽電池モジュールを特定で
きるようにすることを目的とする。
の問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュ
ール、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、および故障し
た太陽電池モジュールの特定方法において、太陽電池ア
レイの構成や太陽電池モジュールの故障モードに関係な
く故障を検知し、故障した太陽電池モジュールを特定で
きるようにすることを目的とする。
【００１３】すなわち、本発明は、太陽電池と電圧が印
加されることにより信号を発生する信号発生手段とを少
なくとも有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽
電池と前記信号発生手段とが並列に接続されており、前
記電圧は少なくとも前記信号発生手段と並列に接続され
ている前記太陽電池によって出力される電圧であること
を特徴とする太陽電池モジュールである。
加されることにより信号を発生する信号発生手段とを少
なくとも有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽
電池と前記信号発生手段とが並列に接続されており、前
記電圧は少なくとも前記信号発生手段と並列に接続され
ている前記太陽電池によって出力される電圧であること
を特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１４】また、本発明は、太陽電池と所定の電圧が
印加される場合に信号を発生する判定手段とを少なくと
も有する太陽電池モジュールにおいて、該判定手段は該
判定手段が発生する信号に応じて信号を発生する信号発
生手段を有しており、該太陽電池と該判定手段とが並列
に接続されており、前記電圧は少なくとも前記判定手段
と並列に接続されている前記太陽電池によって出力され
る電圧であることを特徴とする太陽電池モジュールであ
る。
印加される場合に信号を発生する判定手段とを少なくと
も有する太陽電池モジュールにおいて、該判定手段は該
判定手段が発生する信号に応じて信号を発生する信号発
生手段を有しており、該太陽電池と該判定手段とが並列
に接続されており、前記電圧は少なくとも前記判定手段
と並列に接続されている前記太陽電池によって出力され
る電圧であることを特徴とする太陽電池モジュールであ
る。
【００１５】さらに、本発明は、太陽電池と電力が印加
されることにより信号を発生する信号発生手段とを少な
くとも有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電
池と前記信号発生手段とが並列かつ直列に接続されてい
ることを特徴とする太陽電池モジュールである。
されることにより信号を発生する信号発生手段とを少な
くとも有する太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電
池と前記信号発生手段とが並列かつ直列に接続されてい
ることを特徴とする太陽電池モジュールである。
【００１６】また、本発明は、太陽電池と所定の電力が
印加される場合に信号を発生する判定手段とを少なくと
も有する太陽電池モジュールにおいて、該判定手段は該
判定手段が発生する信号に応じて信号を発生する信号発
生手段を有しており、該太陽電池と該判定手段とが並列
かつ直列に接続されていることを特徴とする太陽電池モ
ジュールである。前記太陽電池は単数の太陽電池素子ま
たは複数の太陽電池素子の直列体もしくは並列体である
（以下において同じ。）。
印加される場合に信号を発生する判定手段とを少なくと
も有する太陽電池モジュールにおいて、該判定手段は該
判定手段が発生する信号に応じて信号を発生する信号発
生手段を有しており、該太陽電池と該判定手段とが並列
かつ直列に接続されていることを特徴とする太陽電池モ
ジュールである。前記太陽電池は単数の太陽電池素子ま
たは複数の太陽電池素子の直列体もしくは並列体である
（以下において同じ。）。
【００１７】前記信号発生手段は、発光手段、磁界発生
手段、電界発生手段、機械的変位を発生させる手段、発
色手段のいずれかもしくはこれらの組み合わせであるこ
とが好ましい。前記信号発生手段は、スイッチング手段
を有することが好ましい。
手段、電界発生手段、機械的変位を発生させる手段、発
色手段のいずれかもしくはこれらの組み合わせであるこ
とが好ましい。前記信号発生手段は、スイッチング手段
を有することが好ましい。
【００１８】前記太陽電池モジュールはバイパスダイオ
ードを有しており、前記太陽電池と前記信号発生手段ま
たは判定手段と前記バイパスダイオードとが並列に接続
されていることが好ましい。前記太陽電池モジュールは
建材と一体化されていることが好ましい。
ードを有しており、前記太陽電池と前記信号発生手段ま
たは判定手段と前記バイパスダイオードとが並列に接続
されていることが好ましい。前記太陽電池モジュールは
建材と一体化されていることが好ましい。
【００１９】建材と一体化された前記太陽電池モジュー
ルはさらに屋根パネル部材と一体化されていることが好
ましい。
ルはさらに屋根パネル部材と一体化されていることが好
ましい。
【００２０】前記信号発生手段および／または前記判定
手段は前記屋根パネル部材に設けられていることが好ま
しい。
手段は前記屋根パネル部材に設けられていることが好ま
しい。
【００２１】また、本発明は、前記太陽電池モジュール
により形成された太陽電池アレイである。前記太陽電池
アレイにおいて、前記太陽電池モジュールを互いに電気
的に接続するための配線は前記太陽電池モジュールの表
面以外においてされていることが好ましい。前記太陽電
池アレイは、ブロッキングダイオードを有することが好
ましい。さらに、本発明は、前記太陽電池アレイを有す
る太陽光発電装置である。
により形成された太陽電池アレイである。前記太陽電池
アレイにおいて、前記太陽電池モジュールを互いに電気
的に接続するための配線は前記太陽電池モジュールの表
面以外においてされていることが好ましい。前記太陽電
池アレイは、ブロッキングダイオードを有することが好
ましい。さらに、本発明は、前記太陽電池アレイを有す
る太陽光発電装置である。
【００２２】加えて、本発明は、太陽電池アレイを構成
する各太陽電池モジュールの故障の有無を各太陽電池モ
ジュールの少なくとも動作電圧若しくは動作電力に基づ
く情報により特定することを特徴とする故障した太陽電
池モジュールの特定方法である。
する各太陽電池モジュールの故障の有無を各太陽電池モ
ジュールの少なくとも動作電圧若しくは動作電力に基づ
く情報により特定することを特徴とする故障した太陽電
池モジュールの特定方法である。
【００２３】本発明によれば、信号発生手段もしくは判
定手段は、これらの手段と少なくとも並列に接続された
太陽電池が出力する電圧もしくは電力が印加されること
により信号を発生するため、太陽電池モジュールの故障
モードや太陽電池アレイの構成に関係なく故障を検知す
ることができ、故障した太陽電池モジュールを特定する
ことができる。すなわち、該信号発生手段もしくは該判
定手段と、これら手段と並列に接続された太陽電池によ
り閉回路が形成されていることから、例えば太陽電池モ
ジュールの直列体のうち一部に故障が発生した場合にお
いても、故障箇所以外の前記閉回路の太陽電池は作動し
ていることから、その故障が開放故障または短絡故障で
あっても故障の発生を発見することができ、かつ故障し
た太陽電池モジュールを特定することができる。
定手段は、これらの手段と少なくとも並列に接続された
太陽電池が出力する電圧もしくは電力が印加されること
により信号を発生するため、太陽電池モジュールの故障
モードや太陽電池アレイの構成に関係なく故障を検知す
ることができ、故障した太陽電池モジュールを特定する
ことができる。すなわち、該信号発生手段もしくは該判
定手段と、これら手段と並列に接続された太陽電池によ
り閉回路が形成されていることから、例えば太陽電池モ
ジュールの直列体のうち一部に故障が発生した場合にお
いても、故障箇所以外の前記閉回路の太陽電池は作動し
ていることから、その故障が開放故障または短絡故障で
あっても故障の発生を発見することができ、かつ故障し
た太陽電池モジュールを特定することができる。
【００２４】また、信号発生手段の構成によっては、開
放故障と短絡故障を判別することができる。
放故障と短絡故障を判別することができる。
【００２５】さらに、信号発生手段もしくは判定手段
は、太陽電池と並列に接続されている（太陽電池モジュ
ールがパイパスダイオードを有する場合においては、当
該太陽電池モジュールが有する太陽電池とバイパスダイ
オードと信号発生手段もしくは判定手段が並列に接続さ
れている）ことから、従来技術のように動作電流のほぼ
全量が信号発生手段もしくは判定手段に流れることがな
く、これら信号発生手段もしくは判定手段における電力
損失を大幅に抑制することができる。
は、太陽電池と並列に接続されている（太陽電池モジュ
ールがパイパスダイオードを有する場合においては、当
該太陽電池モジュールが有する太陽電池とバイパスダイ
オードと信号発生手段もしくは判定手段が並列に接続さ
れている）ことから、従来技術のように動作電流のほぼ
全量が信号発生手段もしくは判定手段に流れることがな
く、これら信号発生手段もしくは判定手段における電力
損失を大幅に抑制することができる。
【００２６】また、判定手段を用いない場合には、信号
発生手段はいわばアナログ的に信号を発生する（信号の
強弱）ことに対して、特に信号発生手段に加えて判定手
段を用いた場合には、判定手段は所定の電圧または電力
が印加された場合に信号を発生し、次いでその信号に応
じて信号発生手段が信号を発生することから、信号発生
手段はいわばデジタル的に信号を発生する（信号のＯ
Ｎ、ＯＦＦ）。これにより、太陽電池モジュールの出力
の良否をより容易に判定することができる。
発生手段はいわばアナログ的に信号を発生する（信号の
強弱）ことに対して、特に信号発生手段に加えて判定手
段を用いた場合には、判定手段は所定の電圧または電力
が印加された場合に信号を発生し、次いでその信号に応
じて信号発生手段が信号を発生することから、信号発生
手段はいわばデジタル的に信号を発生する（信号のＯ
Ｎ、ＯＦＦ）。これにより、太陽電池モジュールの出力
の良否をより容易に判定することができる。
【００２７】加えて、本発明においては、故障した太陽
電池モジュールを特定するために、従来技術で用いられ
ている個々の太陽電池モジュールに設けられた出力検査
用の端子を利用するものではないことから、この点にお
いて太陽電池モジュールの信頼性の向上が図られてい
る。
電池モジュールを特定するために、従来技術で用いられ
ている個々の太陽電池モジュールに設けられた出力検査
用の端子を利用するものではないことから、この点にお
いて太陽電池モジュールの信頼性の向上が図られてい
る。
【００２８】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１（ａ）は、本
発明に係る太陽電池モジュールの回路構成の一例を示
す。図中、１２は太陽電池、１３はバイパスダイオー
ド、１４は電圧信号発生手段である。これらは、太陽電
池モジュール１１として一体化されている。なお、電圧
信号発生手段１４の代わりに、図１（ｂ）に示すよう
に、電力信号発生手段１５を用いることもできる。各構
成要素について以下に説明する。
発明に係る太陽電池モジュールの回路構成の一例を示
す。図中、１２は太陽電池、１３はバイパスダイオー
ド、１４は電圧信号発生手段である。これらは、太陽電
池モジュール１１として一体化されている。なお、電圧
信号発生手段１４の代わりに、図１（ｂ）に示すよう
に、電力信号発生手段１５を用いることもできる。各構
成要素について以下に説明する。
【００２９】（電圧信号発生手段）電圧信号発生手段１
４は、電圧が印加されることにより信号を発生する信号
発生手段である。また、エネルギー損失の観点から考え
れば、信号発生手段としては、磁界発生手段、電界発生
手段、機械的変位を発生させる手段、発色手段、発光手
段等が好適である。また、光や磁界等により閉路または
開路するスイッチング手段を用いることにより、外部か
ら太陽電池モジュール１１の特定の場所に光や磁界等を
印加した時のみ信号を出力するようにしても良い。スイ
ッチング手段としては、磁界で作動するリードスイッチ
等が好適である。
４は、電圧が印加されることにより信号を発生する信号
発生手段である。また、エネルギー損失の観点から考え
れば、信号発生手段としては、磁界発生手段、電界発生
手段、機械的変位を発生させる手段、発色手段、発光手
段等が好適である。また、光や磁界等により閉路または
開路するスイッチング手段を用いることにより、外部か
ら太陽電池モジュール１１の特定の場所に光や磁界等を
印加した時のみ信号を出力するようにしても良い。スイ
ッチング手段としては、磁界で作動するリードスイッチ
等が好適である。
【００３０】図２は、磁界で出力する電圧信号発生手段
１４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発
生手段１４として、磁界発生手段が用いられている。２
１は抵抗、２２は磁界を発生させるためのコイルであ
る。磁界は、磁針、ホール素子等により測定することが
できる。なお、抵抗２１はなくてもよいが、コイル２２
と直列に接続することによってコイル２２に流れる電流
の量を抑制し、もってコイル２２における電力消費をさ
らに抑制することができる。磁界発生手段は、視認でき
る位置に設置される必要がないため、その設置自由度は
高い他、正負の出力が容易である等の優れた特徴を有す
る。
１４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発
生手段１４として、磁界発生手段が用いられている。２
１は抵抗、２２は磁界を発生させるためのコイルであ
る。磁界は、磁針、ホール素子等により測定することが
できる。なお、抵抗２１はなくてもよいが、コイル２２
と直列に接続することによってコイル２２に流れる電流
の量を抑制し、もってコイル２２における電力消費をさ
らに抑制することができる。磁界発生手段は、視認でき
る位置に設置される必要がないため、その設置自由度は
高い他、正負の出力が容易である等の優れた特徴を有す
る。
【００３１】図１に示される太陽電池１２が正常に作動
している場合においては、太陽電池１２により出力され
た電圧が抵抗２１からコイル２２の方向に印加され、電
流がその方向に流れる。すると、その電流の流れる方向
に応じて磁界がコイル２２により発生する。ここでは、
便宜上この電流の方向および磁界の方向を正の方向とす
る。太陽電池１２が開放故障している場合においては、
太陽電池１２は出力していないのであるから、コイル２
２およびバイパスダイオードには負の方向の電流が流
れ、それにより負の方向の磁界が発生する。太陽電池１
２が短絡故障している場合であって、完全に短絡してい
る場合においては、電流は電圧信号発生手段１４にほと
んど流れず、すなわちコイル２２に電流がほとんど流れ
ず、磁界は発生しない。太陽電池１２が短絡故障してい
る場合であって、その一部だけが短絡している場合にお
いては、コイル２２には正の方向の電流が流れ、正の方
向の磁界が発生するものの、太陽電池１２の出力は通常
の状態に比較して低下していることから、その磁界は太
陽電池１２が正常に作動している場合に比較して弱いも
のとなる。このようにして、太陽電池モジュールの故障
の発見、故障した太陽電池モジュールの特定、開放故障
と短絡故障の判別を行なうことができる。
している場合においては、太陽電池１２により出力され
た電圧が抵抗２１からコイル２２の方向に印加され、電
流がその方向に流れる。すると、その電流の流れる方向
に応じて磁界がコイル２２により発生する。ここでは、
便宜上この電流の方向および磁界の方向を正の方向とす
る。太陽電池１２が開放故障している場合においては、
太陽電池１２は出力していないのであるから、コイル２
２およびバイパスダイオードには負の方向の電流が流
れ、それにより負の方向の磁界が発生する。太陽電池１
２が短絡故障している場合であって、完全に短絡してい
る場合においては、電流は電圧信号発生手段１４にほと
んど流れず、すなわちコイル２２に電流がほとんど流れ
ず、磁界は発生しない。太陽電池１２が短絡故障してい
る場合であって、その一部だけが短絡している場合にお
いては、コイル２２には正の方向の電流が流れ、正の方
向の磁界が発生するものの、太陽電池１２の出力は通常
の状態に比較して低下していることから、その磁界は太
陽電池１２が正常に作動している場合に比較して弱いも
のとなる。このようにして、太陽電池モジュールの故障
の発見、故障した太陽電池モジュールの特定、開放故障
と短絡故障の判別を行なうことができる。
【００３２】図３は、変位で出力する電圧信号発生手段
１４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発
生手段１４として機械的変位を発生させる手段が用いら
れている。３１は電圧が印加されることにより歪みを発
生させる圧電素子である。圧電素子の歪む方向は印加さ
れる電圧の方向に依存することから、上記図２によって
説明した磁界発生手段と同様に、圧電素子の歪む方向に
よって、太陽電池モジュールの故障の発見、故障した太
陽電池モジュールの特定、開放故障と短絡故障の判別を
行なうことができる。また、圧電素子３１の機械的変位
をそのまま利用できる他、内部に機械的変位を増幅させ
る手段を設けることも可能である。変位の発生の方法と
しては、この他に磁界の反発力や吸引力を利用する方法
であってもよい。発生した変位はレーザ変位計、ストレ
ンゲージ等により測定することができる。また、機械的
変位を発生させる手段を用いた場合には、強い太陽光の
下でも容易に信号を認識することができるという特徴を
有する。
１４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発
生手段１４として機械的変位を発生させる手段が用いら
れている。３１は電圧が印加されることにより歪みを発
生させる圧電素子である。圧電素子の歪む方向は印加さ
れる電圧の方向に依存することから、上記図２によって
説明した磁界発生手段と同様に、圧電素子の歪む方向に
よって、太陽電池モジュールの故障の発見、故障した太
陽電池モジュールの特定、開放故障と短絡故障の判別を
行なうことができる。また、圧電素子３１の機械的変位
をそのまま利用できる他、内部に機械的変位を増幅させ
る手段を設けることも可能である。変位の発生の方法と
しては、この他に磁界の反発力や吸引力を利用する方法
であってもよい。発生した変位はレーザ変位計、ストレ
ンゲージ等により測定することができる。また、機械的
変位を発生させる手段を用いた場合には、強い太陽光の
下でも容易に信号を認識することができるという特徴を
有する。
【００３３】図４は、電界で出力する電圧信号発生手段
１４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発
生手段１４として電界発生手段が用いられている。４１
は平行平板電極である。電極間に生じた電界を直接、既
知の測定方法で測定できる他、電極間に生じた電荷を表
面電荷計等によって測定してもよい。このような電界を
利用する方法は、測定時以外は通常、エネルギー損失を
生じないという利点を有する。
１４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発
生手段１４として電界発生手段が用いられている。４１
は平行平板電極である。電極間に生じた電界を直接、既
知の測定方法で測定できる他、電極間に生じた電荷を表
面電荷計等によって測定してもよい。このような電界を
利用する方法は、測定時以外は通常、エネルギー損失を
生じないという利点を有する。
【００３４】図５は、光で出力する電圧信号発生手段１
４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発生
手段１４として、発光手段が用いられている。５１はリ
ードスイッチ、５２は発光ダイオード、５３は抵抗であ
る。なお、抵抗５３はなくてもよいが、発光ダイオード
５２と直列に接続することによって発光ダイオード５２
に流れる電流の量を抑制し、もって発光ダイオード５２
における電力消費をさらに抑制することができる。リー
ドスイッチ５１は永久磁石等により外部から磁界を与え
られた場合に閉路または開路するものを用いるとがで
き、この場合おいては磁界を外部からリードスイッチ５
１に作用させない限り、電圧信号発生手段１４には電流
が流れないことから、エネルギー損失が故障検査時以外
は生じないという利点を有する。
４の一例を示す回路図である。ここでは、電圧信号発生
手段１４として、発光手段が用いられている。５１はリ
ードスイッチ、５２は発光ダイオード、５３は抵抗であ
る。なお、抵抗５３はなくてもよいが、発光ダイオード
５２と直列に接続することによって発光ダイオード５２
に流れる電流の量を抑制し、もって発光ダイオード５２
における電力消費をさらに抑制することができる。リー
ドスイッチ５１は永久磁石等により外部から磁界を与え
られた場合に閉路または開路するものを用いるとがで
き、この場合おいては磁界を外部からリードスイッチ５
１に作用させない限り、電圧信号発生手段１４には電流
が流れないことから、エネルギー損失が故障検査時以外
は生じないという利点を有する。
【００３５】図１に示される太陽電池１２が正常に作動
している場合においては、太陽電池１２により出力され
た電圧がリードスイッチ５１から抵抗５３の方向に印加
され、電流がその方向に流れる。すると、発光ダイオー
ド５２は発光する。ここでは、便宜上この電流の方向を
正の方向とする。太陽電池１２が開放故障している場合
においては、太陽電池１２は出力していないのであるか
ら、ダイオードの片方向導通性により発光ダイオード５
２には電流は流れず、発光しない。一方バイパスダイオ
ード１３には電流が流れる。太陽電池１２が短絡故障し
ている場合であって、完全に短絡している場合において
は、電流は電圧信号発生手段１４にほとんど流れず、す
なわち発光ダイオード５２には電流がほとんど流れず、
発光ダイオード５２は発光しない。バイパスダイオード
１３にもほとんど電流が流れない。太陽電池１２が短絡
故障している場合であって、その一部だけが短絡してい
る場合においては、ダイオードの片方向導通性により発
光ダイオード５２には正の方向の電流が流れ、発光ダイ
オード５２は発光する。一方、バイパスダイオード１３
には電流が流れない。太陽電池１２の出力は通常の状態
に比較して低下していることから、発光ダイオード５２
の発光強度は太陽電池１２が正常に作動している場合に
比較して弱いものとなる。このようにして、太陽電池モ
ジュールの故障の発見、故障した太陽電池モジュールの
特定を行なうことができる。
している場合においては、太陽電池１２により出力され
た電圧がリードスイッチ５１から抵抗５３の方向に印加
され、電流がその方向に流れる。すると、発光ダイオー
ド５２は発光する。ここでは、便宜上この電流の方向を
正の方向とする。太陽電池１２が開放故障している場合
においては、太陽電池１２は出力していないのであるか
ら、ダイオードの片方向導通性により発光ダイオード５
２には電流は流れず、発光しない。一方バイパスダイオ
ード１３には電流が流れる。太陽電池１２が短絡故障し
ている場合であって、完全に短絡している場合において
は、電流は電圧信号発生手段１４にほとんど流れず、す
なわち発光ダイオード５２には電流がほとんど流れず、
発光ダイオード５２は発光しない。バイパスダイオード
１３にもほとんど電流が流れない。太陽電池１２が短絡
故障している場合であって、その一部だけが短絡してい
る場合においては、ダイオードの片方向導通性により発
光ダイオード５２には正の方向の電流が流れ、発光ダイ
オード５２は発光する。一方、バイパスダイオード１３
には電流が流れない。太陽電池１２の出力は通常の状態
に比較して低下していることから、発光ダイオード５２
の発光強度は太陽電池１２が正常に作動している場合に
比較して弱いものとなる。このようにして、太陽電池モ
ジュールの故障の発見、故障した太陽電池モジュールの
特定を行なうことができる。
【００３６】なお、ここで、バイパスダイオード１３と
して発光手段例えば発光ダイオードを用いることによっ
て、バイパスダイオード１３と発光ダイオード５２の発
光、消灯の組み合せにより、開放故障と短絡故障の判別
も行なうことができる。すなわち、図１に示される太陽
電池１２が正常に作動している場合においては、ダイオ
ードの片方向導通性によりパイパスダイオード１３には
電流が流れず、発光しない。発光ダイオード５２は発光
している。太陽電池１２が開放故障している場合におい
ては、バイパスダイオード１３には電流が流れることか
ら、発光する。発光ダイオード５２は消灯する。太陽電
池１２が短絡故障している場合であって、完全に短絡し
ている場合においては、バイパスダイオード１３には電
流がほとんど流れず、発光しない。発光ダイオード５２
は発光しない。太陽電池１２が短絡故障している場合で
あって、その一部だけが短絡している場合においては、
ダイオードの片方向導通性によりバイパスダイオード１
３には電流が流れず、発光しない。発光ダイオード５２
は太陽電池１２が正常に作動している場合に比較して弱
く発光する。このように、バイパスダイオード１３とし
て、発光ダイオードを用いることによって、開放故障と
短絡故障の判別を行なうことができる。
して発光手段例えば発光ダイオードを用いることによっ
て、バイパスダイオード１３と発光ダイオード５２の発
光、消灯の組み合せにより、開放故障と短絡故障の判別
も行なうことができる。すなわち、図１に示される太陽
電池１２が正常に作動している場合においては、ダイオ
ードの片方向導通性によりパイパスダイオード１３には
電流が流れず、発光しない。発光ダイオード５２は発光
している。太陽電池１２が開放故障している場合におい
ては、バイパスダイオード１３には電流が流れることか
ら、発光する。発光ダイオード５２は消灯する。太陽電
池１２が短絡故障している場合であって、完全に短絡し
ている場合においては、バイパスダイオード１３には電
流がほとんど流れず、発光しない。発光ダイオード５２
は発光しない。太陽電池１２が短絡故障している場合で
あって、その一部だけが短絡している場合においては、
ダイオードの片方向導通性によりバイパスダイオード１
３には電流が流れず、発光しない。発光ダイオード５２
は太陽電池１２が正常に作動している場合に比較して弱
く発光する。このように、バイパスダイオード１３とし
て、発光ダイオードを用いることによって、開放故障と
短絡故障の判別を行なうことができる。
【００３７】本実施形態に係る太陽電池モジュールを図
３３（ａ）および図３４（ａ）に示される従来例の太陽
電池アレイを構成する太陽電池モジュールとして用いれ
ば、個々の太陽電池モジュールが閉回路（個々の太陽電
池モジュールを構成している太陽電池と信号発生手段に
より構成される閉回路）を有していることから、太陽電
池モジュールの故障の発見、故障した太陽電池モジュー
ルの特定を行なうことができる。具体的には、図３３
（ａ）の太陽電池モジュールの１つにおいて開放故障ま
たは短絡故障のいずれが生じても、故障していない太陽
電池モジュールが有する閉回路中の太陽電池は出力して
いることから、その太陽電池ごとに並列に接続されてい
る信号発生手段は作動することができる。つまり、信号
発生手段が信号を発生している太陽電池モジュールにつ
いては、故障が生じていないと判断でき、一方、信号発
生手段の発生する信号が弱いか若しくは信号発生手段が
信号を発生していない太陽電池モジュールについては、
故障が生じていると判断できる。図３４（ａ）の太陽電
池モジュールの１つにおいて開放故障または短絡故障が
生じた場合においても、個々の太陽電池モジュールは閉
回路を有することから、図３３（ａ）の従来例について
本実施形態に係る太陽電池モジュールを適用した場合と
同様に、故障した太陽電池モジュールの特定を行なうこ
とができる。
３３（ａ）および図３４（ａ）に示される従来例の太陽
電池アレイを構成する太陽電池モジュールとして用いれ
ば、個々の太陽電池モジュールが閉回路（個々の太陽電
池モジュールを構成している太陽電池と信号発生手段に
より構成される閉回路）を有していることから、太陽電
池モジュールの故障の発見、故障した太陽電池モジュー
ルの特定を行なうことができる。具体的には、図３３
（ａ）の太陽電池モジュールの１つにおいて開放故障ま
たは短絡故障のいずれが生じても、故障していない太陽
電池モジュールが有する閉回路中の太陽電池は出力して
いることから、その太陽電池ごとに並列に接続されてい
る信号発生手段は作動することができる。つまり、信号
発生手段が信号を発生している太陽電池モジュールにつ
いては、故障が生じていないと判断でき、一方、信号発
生手段の発生する信号が弱いか若しくは信号発生手段が
信号を発生していない太陽電池モジュールについては、
故障が生じていると判断できる。図３４（ａ）の太陽電
池モジュールの１つにおいて開放故障または短絡故障が
生じた場合においても、個々の太陽電池モジュールは閉
回路を有することから、図３３（ａ）の従来例について
本実施形態に係る太陽電池モジュールを適用した場合と
同様に、故障した太陽電池モジュールの特定を行なうこ
とができる。
【００３８】なお、電圧信号発生手段１４の設置場所
は、太陽電池モジュールの特定の場所に限定されるもの
ではなく、例えば、磁界等を利用する電圧信号発生手段
１４においては、太陽電池素子の裏面であっても可能で
ある。また、電圧信号発生手段１４として、ホトクロミ
ズム素子や液晶等の電圧の印加に応じてその色が変化す
る発色手段を用いることができる。これらの素子は、発
光手段に比べて消費電力がさらに小さいため、本発明に
好適である。
は、太陽電池モジュールの特定の場所に限定されるもの
ではなく、例えば、磁界等を利用する電圧信号発生手段
１４においては、太陽電池素子の裏面であっても可能で
ある。また、電圧信号発生手段１４として、ホトクロミ
ズム素子や液晶等の電圧の印加に応じてその色が変化す
る発色手段を用いることができる。これらの素子は、発
光手段に比べて消費電力がさらに小さいため、本発明に
好適である。
【００３９】（電力信号発生手段）電力信号発生手段１
５は、電力が印加されることにより信号を発生する信号
発生手段であり、公知の電力計等の磁界を利用する手段
等がある。
５は、電力が印加されることにより信号を発生する信号
発生手段であり、公知の電力計等の磁界を利用する手段
等がある。
【００４０】（バイパスダイオード）バイパスダイオー
ド１３は、従来から知られているシリコンやゲルマニウ
ム等のダイオードの他、セレン等の整流作用を有するも
のなら良いが、太陽電池素子が破壊される逆バイアス未
満の電圧で作動することが必要である。形態的には、従
来のモールドされたダイオードが使用できる他、近年で
は、太陽電池素子の一部に形成したものや非モールドの
薄型バイパスダイオードが知られている。なお、バイパ
スダイオード１３は、太陽電池素子を破壊する逆バイア
ス最小値がパーシャルシャドウにより発生する逆バイア
スより大きい場合は不要である。
ド１３は、従来から知られているシリコンやゲルマニウ
ム等のダイオードの他、セレン等の整流作用を有するも
のなら良いが、太陽電池素子が破壊される逆バイアス未
満の電圧で作動することが必要である。形態的には、従
来のモールドされたダイオードが使用できる他、近年で
は、太陽電池素子の一部に形成したものや非モールドの
薄型バイパスダイオードが知られている。なお、バイパ
スダイオード１３は、太陽電池素子を破壊する逆バイア
ス最小値がパーシャルシャドウにより発生する逆バイア
スより大きい場合は不要である。
【００４１】（太陽電池素子）太陽電池１２を構成する
太陽電池素子としては、従来から知られている、単結
晶、多結晶、非晶質等のさまざまな太陽電池素子が使用
できる。また、その材質としては、ＣＩＳ系やＣｄＴｅ
系、ＧａＡｓ系やＳｉ系等の半導体が使用できる。ま
た、薄膜太陽電池を用いる場合には、短絡故障が発生し
やすいため、本発明の効果がより多く発揮される。太陽
電池１２は、レーザースクライブやインターコネクタ等
の公知の技術で直列または並列化して使用してもよく、
この場合、信号発生手段や後述の判定手段やバイパスダ
イオードは、複数の直列化または並列化された太陽電池
素子ごとに設けてもよい。
太陽電池素子としては、従来から知られている、単結
晶、多結晶、非晶質等のさまざまな太陽電池素子が使用
できる。また、その材質としては、ＣＩＳ系やＣｄＴｅ
系、ＧａＡｓ系やＳｉ系等の半導体が使用できる。ま
た、薄膜太陽電池を用いる場合には、短絡故障が発生し
やすいため、本発明の効果がより多く発揮される。太陽
電池１２は、レーザースクライブやインターコネクタ等
の公知の技術で直列または並列化して使用してもよく、
この場合、信号発生手段や後述の判定手段やバイパスダ
イオードは、複数の直列化または並列化された太陽電池
素子ごとに設けてもよい。
【００４２】（太陽電池モジュール）太陽電池モジュー
ル１１としては、従来から知られているスーパーストレ
ート構造やサンドイッチ構造の太陽電池モジュールの
他、近年、建材と一体化させたものが知られている。ま
た、光入射面側の部材についても、プラスチックやガラ
スを利用するものがある。本発明で用いるものは、これ
らの一部に限定されないが、設置面に設置固定され、太
陽電池モジュールの裏面で配線する太陽電池モジュール
については、特に電圧の検出が困難であるため、このよ
うな太陽電池モジュールに本発明を適用した場合の本発
明の効果はより大きい。なお、建材の分野でプレハブ等
に使用される屋根パネル部材に上述の太陽電池モジュー
ルを複数設置したブロック体を利用することも可能であ
る。該ブロック体は太陽電池モジュールの一態様である
が、便宜上、本明細書では太陽電池付き屋根パネルとよ
ぶこととする。
ル１１としては、従来から知られているスーパーストレ
ート構造やサンドイッチ構造の太陽電池モジュールの
他、近年、建材と一体化させたものが知られている。ま
た、光入射面側の部材についても、プラスチックやガラ
スを利用するものがある。本発明で用いるものは、これ
らの一部に限定されないが、設置面に設置固定され、太
陽電池モジュールの裏面で配線する太陽電池モジュール
については、特に電圧の検出が困難であるため、このよ
うな太陽電池モジュールに本発明を適用した場合の本発
明の効果はより大きい。なお、建材の分野でプレハブ等
に使用される屋根パネル部材に上述の太陽電池モジュー
ルを複数設置したブロック体を利用することも可能であ
る。該ブロック体は太陽電池モジュールの一態様である
が、便宜上、本明細書では太陽電池付き屋根パネルとよ
ぶこととする。
【００４３】図６は、上記太陽電池モジュールを用いた
太陽光発電装置の一例を示すブロック図である。６０１
〜６０６は太陽電池モジュールである。太陽電池モジュ
ール６０１〜６０３で第１の直列体を形成し、太陽電池
モジュール６０４〜６０６で第２の直列体を形成した
後、その出力配線は接続箱６０７に導かれ、そこで並列
接続される。６０８は各直列体の配線を入力する端子
台、６０９はブロッキングダイオード、６１０は直流開
閉器、６１１はインバータ等の電力制御機器である。以
下、各要素について説明する。
太陽光発電装置の一例を示すブロック図である。６０１
〜６０６は太陽電池モジュールである。太陽電池モジュ
ール６０１〜６０３で第１の直列体を形成し、太陽電池
モジュール６０４〜６０６で第２の直列体を形成した
後、その出力配線は接続箱６０７に導かれ、そこで並列
接続される。６０８は各直列体の配線を入力する端子
台、６０９はブロッキングダイオード、６１０は直流開
閉器、６１１はインバータ等の電力制御機器である。以
下、各要素について説明する。
【００４４】（ブロッキングダイオード）ブロッキング
ダイオード６０９としては、従来から公知の大電力用ダ
イオードが使用可能であり、ＯＮ抵抗の小さい素子が望
ましい。ブロッキングダイオード６０９は、太陽電池ア
レイを構成する各直列体間に電位差が生じた際に、電位
が低い直列体に逆流電流が流れることを防止する。それ
によって電力損失を防止することができる。ただし、ブ
ロッキングダイオード６０９は本実施形態の必須構成要
件ではなく、ブロッキングダイオード６０９が無い構成
でも、太陽光発電装置として動作させることはできる。
ダイオード６０９としては、従来から公知の大電力用ダ
イオードが使用可能であり、ＯＮ抵抗の小さい素子が望
ましい。ブロッキングダイオード６０９は、太陽電池ア
レイを構成する各直列体間に電位差が生じた際に、電位
が低い直列体に逆流電流が流れることを防止する。それ
によって電力損失を防止することができる。ただし、ブ
ロッキングダイオード６０９は本実施形態の必須構成要
件ではなく、ブロッキングダイオード６０９が無い構成
でも、太陽光発電装置として動作させることはできる。
【００４５】（接続箱）接続箱６０７によらずに、設置
面上で直列体を互いに並列化することもできるが、一般
的に保守管理上、屋内等に接続箱６０７を設けることに
より、一個所でまとめて並列化が行なわれる。接続箱６
０７は、主に各直列体の出力配線を固定する固定台６０
８、ブロッキングダイオード６０９、および電力制御機
器の検査等のために直流出力を遮断するための直流開閉
器６１０からなる。
面上で直列体を互いに並列化することもできるが、一般
的に保守管理上、屋内等に接続箱６０７を設けることに
より、一個所でまとめて並列化が行なわれる。接続箱６
０７は、主に各直列体の出力配線を固定する固定台６０
８、ブロッキングダイオード６０９、および電力制御機
器の検査等のために直流出力を遮断するための直流開閉
器６１０からなる。
【００４６】（インバータ）インバータ６１１は単に直
流を交流に変換するだけでなく、太陽電池の最大電力点
追尾機能、系統連系保護機能、自立運転制御機能等を含
むため、パワーコンディショナや電力制御機器と呼ばれ
ることがある。現在では、中規模太陽光発電用のインバ
ータが量産段階に入っており、各社のさまざまなインバ
ータを使用することができる。
流を交流に変換するだけでなく、太陽電池の最大電力点
追尾機能、系統連系保護機能、自立運転制御機能等を含
むため、パワーコンディショナや電力制御機器と呼ばれ
ることがある。現在では、中規模太陽光発電用のインバ
ータが量産段階に入っており、各社のさまざまなインバ
ータを使用することができる。
【００４７】なお、本実施形態では太陽電池アレイは、
第１の直列体と第２の直列体をブロッキングダイオード
６０９を介して並列接続して形成したが、これに限るも
のではなく、前述した構成の他、さまざまな太陽電池ア
レイの形成が可能である。また、太陽光発電装置におい
ては、例えば、電力制御機器と蓄電池を接続する構成等
をとってもよく、さまざまな構成をとってもよい。
第１の直列体と第２の直列体をブロッキングダイオード
６０９を介して並列接続して形成したが、これに限るも
のではなく、前述した構成の他、さまざまな太陽電池ア
レイの形成が可能である。また、太陽光発電装置におい
ては、例えば、電力制御機器と蓄電池を接続する構成等
をとってもよく、さまざまな構成をとってもよい。
【００４８】次に、上記太陽光発電装置に故障が発生し
た場合の太陽電池モジュールの故障の特定手順を説明す
る。まず、接続箱６０７の端子の電圧をテスタ等の電圧
計測器で測定し、故障した太陽電池モジュールを含む直
列体を特定する。次に、設置面に登る。太陽電池モジュ
ールを故障検知モードに切り替える手段を有する場合
は、故障検知モードに切り替える。そして、各種検査機
器、あるいは目視によって、故障した太陽電池モジュー
ルを特定する。その際、本実施形態によれば、検査作業
時に太陽電池を外して出力端子を露出させたり、あるい
は配線等の一部を引き出したりすること等が不要である
ため、検査作業が大幅に低減される。また、太陽電池モ
ジュールのさまざまな故障モードにも対応できるため、
装置の信頼性が向上する。
た場合の太陽電池モジュールの故障の特定手順を説明す
る。まず、接続箱６０７の端子の電圧をテスタ等の電圧
計測器で測定し、故障した太陽電池モジュールを含む直
列体を特定する。次に、設置面に登る。太陽電池モジュ
ールを故障検知モードに切り替える手段を有する場合
は、故障検知モードに切り替える。そして、各種検査機
器、あるいは目視によって、故障した太陽電池モジュー
ルを特定する。その際、本実施形態によれば、検査作業
時に太陽電池を外して出力端子を露出させたり、あるい
は配線等の一部を引き出したりすること等が不要である
ため、検査作業が大幅に低減される。また、太陽電池モ
ジュールのさまざまな故障モードにも対応できるため、
装置の信頼性が向上する。
【００４９】［実施形態２］図７（ａ）は本発明の太陽
電池モジュールの一例を示す構成図である。図中、７３
は太陽電池、７４はバイパスダイオード、７１は電圧判
定手段、７２は信号発生手段である。これらは、太陽電
池モジュール７５として一体化されている。また、電圧
判定手段７１の代わりに、図７（ｂ）に示すように、電
力判定手段８０を使用することもできる。太陽電池モジ
ュール７５、太陽電池素子、バイパスダイオード７４と
しては、実施形態１の場合と同様のものを使用すること
ができる。他の構成要素について、以下に説明する。
電池モジュールの一例を示す構成図である。図中、７３
は太陽電池、７４はバイパスダイオード、７１は電圧判
定手段、７２は信号発生手段である。これらは、太陽電
池モジュール７５として一体化されている。また、電圧
判定手段７１の代わりに、図７（ｂ）に示すように、電
力判定手段８０を使用することもできる。太陽電池モジ
ュール７５、太陽電池素子、バイパスダイオード７４と
しては、実施形態１の場合と同様のものを使用すること
ができる。他の構成要素について、以下に説明する。
【００５０】（電圧判定手段）電圧判定手段７１は、所
定の電圧が印加されることにより信号を発生する判定手
段であり、入力抵抗が高いことが望ましい。具体的には
定電圧ダイオードや電界効果を使用するＦＥＴやＭＯＳ
半導体、抵抗と組み合わせて高入力抵抗を実現した電子
回路等があげられる。
定の電圧が印加されることにより信号を発生する判定手
段であり、入力抵抗が高いことが望ましい。具体的には
定電圧ダイオードや電界効果を使用するＦＥＴやＭＯＳ
半導体、抵抗と組み合わせて高入力抵抗を実現した電子
回路等があげられる。
【００５１】（電力判定手段）電力判定手段８０は、所
定の電圧が印加されることにより信号を発生する判定手
段である。具体的には、電流センサ７６と電圧センサ７
７からの出力を公知の半導体を利用した集積回路７８で
演算するもの等があげられる。７９は演算結果を判定す
るコンパレータである。
定の電圧が印加されることにより信号を発生する判定手
段である。具体的には、電流センサ７６と電圧センサ７
７からの出力を公知の半導体を利用した集積回路７８で
演算するもの等があげられる。７９は演算結果を判定す
るコンパレータである。
【００５２】（信号発生手段）信号発生手段７２は、電
圧判定手段７１若しくは電力判定手段８０が発生する信
号に応じて信号を発生する信号発生手段である。信号発
生手段７２としては、特に制限はないが、微小電流で駆
動できる手段がより望ましい。具体的にはＬＥＤやホト
クロミズム素子、ＥＬ素子、液晶等の物性を用いた表示
素子、圧電素子や磁石とコイルの電磁力を用いた機械的
表示素子等があげられる。
圧判定手段７１若しくは電力判定手段８０が発生する信
号に応じて信号を発生する信号発生手段である。信号発
生手段７２としては、特に制限はないが、微小電流で駆
動できる手段がより望ましい。具体的にはＬＥＤやホト
クロミズム素子、ＥＬ素子、液晶等の物性を用いた表示
素子、圧電素子や磁石とコイルの電磁力を用いた機械的
表示素子等があげられる。
【００５３】電圧判定発生手段７１と信号発生手段７２
について、以下において詳細に説明する。図８は、電圧
判定手段７１として定電圧ダイオード８３を使用し、信
号発生手段７２として抵抗８５と発光ダイオード８４を
使用した一例を示しており、簡単な構成で実現できる例
の一つである。抵抗８５はなくてもよいが、発光ダイオ
ード８４と直列に接続することによって、発光ダイオー
ド８４に流れる電流の量を抑制し、もって発光ダイオー
ド８４における電力消費をさらに抑制することができ
る。図７（ａ）に示される太陽電池７３が作動している
場合においては、太陽電池７３により出力された電圧が
発光ダイオード８４から抵抗８５の方向に印加される。
ここでは、この方向を正の方向とする。定電圧ダイオー
ド８３としては、そのツェナー電圧が太陽電池７３が正
常に作動している場合において定電圧ダイオード８３に
正の方向に印加される電圧よりも小さいものを使用す
る。これにより、太陽電池７３が正常に作動している場
合においては、定電圧ダイオード８３は導通し、発光ダ
イオード８４は発光する。太陽電池７３が短絡故障して
いる場合であって、その一部だけが短絡している場合に
おいては、太陽電池７３の出力が正常な作動時の出力よ
りも小さくなる。ここで、定電圧ダイオード８３に印加
される電圧がツェナー電圧よりも小さくなると、発光ダ
イオード８４は消灯する。上述した図５に示される信号
発生手段がアナログ的であることに対して、本実施形態
においては発光ダイオード８４のＯＮ、ＯＦＦにより故
障の発見を行なうことからデジタル的である。これによ
り、太陽電池モジュールの出力の良否をより容易に判定
することができる。この点以外については、図５を用い
て説明した太陽電池モジュールの故障の発見、故障した
太陽電池モジュールの特定の方法と同様である。なお、
バイパスダイオード７４として、発光ダイオード等を用
いることにより、図５により説明したのと同様に、開放
故障と短絡故障の判別を行なうことができる。
について、以下において詳細に説明する。図８は、電圧
判定手段７１として定電圧ダイオード８３を使用し、信
号発生手段７２として抵抗８５と発光ダイオード８４を
使用した一例を示しており、簡単な構成で実現できる例
の一つである。抵抗８５はなくてもよいが、発光ダイオ
ード８４と直列に接続することによって、発光ダイオー
ド８４に流れる電流の量を抑制し、もって発光ダイオー
ド８４における電力消費をさらに抑制することができ
る。図７（ａ）に示される太陽電池７３が作動している
場合においては、太陽電池７３により出力された電圧が
発光ダイオード８４から抵抗８５の方向に印加される。
ここでは、この方向を正の方向とする。定電圧ダイオー
ド８３としては、そのツェナー電圧が太陽電池７３が正
常に作動している場合において定電圧ダイオード８３に
正の方向に印加される電圧よりも小さいものを使用す
る。これにより、太陽電池７３が正常に作動している場
合においては、定電圧ダイオード８３は導通し、発光ダ
イオード８４は発光する。太陽電池７３が短絡故障して
いる場合であって、その一部だけが短絡している場合に
おいては、太陽電池７３の出力が正常な作動時の出力よ
りも小さくなる。ここで、定電圧ダイオード８３に印加
される電圧がツェナー電圧よりも小さくなると、発光ダ
イオード８４は消灯する。上述した図５に示される信号
発生手段がアナログ的であることに対して、本実施形態
においては発光ダイオード８４のＯＮ、ＯＦＦにより故
障の発見を行なうことからデジタル的である。これによ
り、太陽電池モジュールの出力の良否をより容易に判定
することができる。この点以外については、図５を用い
て説明した太陽電池モジュールの故障の発見、故障した
太陽電池モジュールの特定の方法と同様である。なお、
バイパスダイオード７４として、発光ダイオード等を用
いることにより、図５により説明したのと同様に、開放
故障と短絡故障の判別を行なうことができる。
【００５４】図９は、公知のＣＭＯＳプロセスで形成し
た集積回路を用いた一例を示している。ＣＭＯＳプロセ
スで形成した集積回路は消費電力が小さいことを特徴と
している。信号発生手段７２は磁界発生コイル９４で構
成され、電圧判定手段７１は基準電圧発生手段９５とコ
ンパレータ９３で構成される。集積回路の電源は検出電
源から供給されており、正常電圧が発生しているとき
は、コイル９４に通電され、磁界が発生している。な
お、図９では複数の集積素子を使用しているように記載
しているが、１つの集積素子で実現することも当然可能
である。
た集積回路を用いた一例を示している。ＣＭＯＳプロセ
スで形成した集積回路は消費電力が小さいことを特徴と
している。信号発生手段７２は磁界発生コイル９４で構
成され、電圧判定手段７１は基準電圧発生手段９５とコ
ンパレータ９３で構成される。集積回路の電源は検出電
源から供給されており、正常電圧が発生しているとき
は、コイル９４に通電され、磁界が発生している。な
お、図９では複数の集積素子を使用しているように記載
しているが、１つの集積素子で実現することも当然可能
である。
【００５５】図１０は、図９の構成にタイマもしくはセ
ンサによるコントロール手段１０４を追加した一例を示
す回路図である。本構成によれば、信号発生手段７２の
発光ダイオード１０６を点滅させることによって信号発
生手段７２で消費されるエネルギーの低減が可能な他、
コントロール手段１０４としてセンサ手段を用いれば、
故障検知モードを設けることが可能であり、故障検知モ
ードに設定されている時以外は信号発生手段７２への通
電を停止させて、エネルギー損失を抑えることが可能に
なる。
ンサによるコントロール手段１０４を追加した一例を示
す回路図である。本構成によれば、信号発生手段７２の
発光ダイオード１０６を点滅させることによって信号発
生手段７２で消費されるエネルギーの低減が可能な他、
コントロール手段１０４としてセンサ手段を用いれば、
故障検知モードを設けることが可能であり、故障検知モ
ードに設定されている時以外は信号発生手段７２への通
電を停止させて、エネルギー損失を抑えることが可能に
なる。
【００５６】図１１は、図９の構成に外部電源供給手段
１１５を追加した一例を示す回路図である。本構成によ
れば、外部電源供給手段１１５により信号発生手段７２
を太陽電池モジュールの故障時のみに作動させて通常動
作時のエネルギー損失を防ぐことができる。外部電源供
給手段１１５としては、信号発生手段用に別途太陽電池
を設けたものの他に外部の電源から供給するものも使用
可能である。
１１５を追加した一例を示す回路図である。本構成によ
れば、外部電源供給手段１１５により信号発生手段７２
を太陽電池モジュールの故障時のみに作動させて通常動
作時のエネルギー損失を防ぐことができる。外部電源供
給手段１１５としては、信号発生手段用に別途太陽電池
を設けたものの他に外部の電源から供給するものも使用
可能である。
【００５７】本実施形態に係る太陽電池モジュールを図
３３（ａ）および図３４（ａ）に示される従来例の太陽
電池アレイを構成する太陽電池モジュールとして用いれ
ば、個々の太陽電池モジュールが閉回路（個々の太陽電
池モジュールを構成している太陽電池と判定手段により
構成される閉回路）を有していることから、太陽電池モ
ジュールの故障の発見、故障した太陽電池モジュールの
特定を行なうことができる。具体的には、図３３（ａ）
の太陽電池モジュールの１つにおいて開放故障または短
絡故障のいずれが生じても、故障していない太陽電池モ
ジュールが有する閉回路中の太陽電池は出力しているこ
とから、その太陽電池ごとに並列に接続されている判定
手段および信号発生手段は作動することができる。つま
り、信号発生手段が信号を発生している太陽電池モジュ
ールについては、故障が生じていないと判断でき、一
方、信号発生手段が信号を発生していない太陽電池モジ
ュールについては、故障が生じていると判断できる。図
３４（ａ）の太陽電池モジュールの１つにおいて開放故
障または短絡故障が生じた場合においても、個々の太陽
電池モジュールは閉回路を有することから、図３３
（ａ）の従来例について本実施形態に係る太陽電池モジ
ュールを適用した場合と同様に、故障した太陽電池モジ
ュールの特定を行なうことができる。
３３（ａ）および図３４（ａ）に示される従来例の太陽
電池アレイを構成する太陽電池モジュールとして用いれ
ば、個々の太陽電池モジュールが閉回路（個々の太陽電
池モジュールを構成している太陽電池と判定手段により
構成される閉回路）を有していることから、太陽電池モ
ジュールの故障の発見、故障した太陽電池モジュールの
特定を行なうことができる。具体的には、図３３（ａ）
の太陽電池モジュールの１つにおいて開放故障または短
絡故障のいずれが生じても、故障していない太陽電池モ
ジュールが有する閉回路中の太陽電池は出力しているこ
とから、その太陽電池ごとに並列に接続されている判定
手段および信号発生手段は作動することができる。つま
り、信号発生手段が信号を発生している太陽電池モジュ
ールについては、故障が生じていないと判断でき、一
方、信号発生手段が信号を発生していない太陽電池モジ
ュールについては、故障が生じていると判断できる。図
３４（ａ）の太陽電池モジュールの１つにおいて開放故
障または短絡故障が生じた場合においても、個々の太陽
電池モジュールは閉回路を有することから、図３３
（ａ）の従来例について本実施形態に係る太陽電池モジ
ュールを適用した場合と同様に、故障した太陽電池モジ
ュールの特定を行なうことができる。
【００５８】このように、本実施形態の太陽電池モジュ
ールを用いた太陽電池アレイや太陽光発電装置の構成は
実施形態１と同様の構成とすることが可能であり、ま
た、故障した太陽電池モジュールの特定も、ほぼ同一の
プロセスで実現することができる。したがって、本実施
形態によっても、検査作業時に、設置済太陽電池を取り
外して出力端子を露出させたり、あるいは配線等の一部
引き出し等を行なうことが不要であることから、検査作
業の負担が大幅に低減される。また、太陽電池モジュー
ルのさまざまな故障モードにも対応できるため、装置の
信頼性が向上する。
ールを用いた太陽電池アレイや太陽光発電装置の構成は
実施形態１と同様の構成とすることが可能であり、ま
た、故障した太陽電池モジュールの特定も、ほぼ同一の
プロセスで実現することができる。したがって、本実施
形態によっても、検査作業時に、設置済太陽電池を取り
外して出力端子を露出させたり、あるいは配線等の一部
引き出し等を行なうことが不要であることから、検査作
業の負担が大幅に低減される。また、太陽電池モジュー
ルのさまざまな故障モードにも対応できるため、装置の
信頼性が向上する。
【００５９】
【実施例】より具体的な太陽電池モジュール構成や太陽
電池アレイ構成、および太陽光発電装置の実施例によ
り、本発明をさらに詳細に説明する。 ［実施例１］図１２および１３は本発明の太陽電池モジ
ュールの一例を示す平面図、概略透視図、回路図であ
る。図１２（ａ）は、所謂スーパーストレート構造の太
陽電池の代表例を示す平面図である。図１２（ｂ）は、
図１２（ａ）のＸ−Ｘ’における概略透視図である。図
中、１２０１は多結晶太陽電池素子、１２０２は保護ガ
ラス、１２０３はシリコン樹脂、１２０４はテドラー／
アルミ箔／テドラーの積層構造からなる防湿フィルムで
ある。これらの封止材料には、公知の真空ラミネート技
術が使用でき、容易に太陽電池素子１２０１を封止して
モジュールを形成することができる。なお、テドラーの
色は、外観を考慮し、多結晶太陽電池素子の色に合わせ
て青色を用いた。
電池アレイ構成、および太陽光発電装置の実施例によ
り、本発明をさらに詳細に説明する。 ［実施例１］図１２および１３は本発明の太陽電池モジ
ュールの一例を示す平面図、概略透視図、回路図であ
る。図１２（ａ）は、所謂スーパーストレート構造の太
陽電池の代表例を示す平面図である。図１２（ｂ）は、
図１２（ａ）のＸ−Ｘ’における概略透視図である。図
中、１２０１は多結晶太陽電池素子、１２０２は保護ガ
ラス、１２０３はシリコン樹脂、１２０４はテドラー／
アルミ箔／テドラーの積層構造からなる防湿フィルムで
ある。これらの封止材料には、公知の真空ラミネート技
術が使用でき、容易に太陽電池素子１２０１を封止して
モジュールを形成することができる。なお、テドラーの
色は、外観を考慮し、多結晶太陽電池素子の色に合わせ
て青色を用いた。
【００６０】太陽電池素子１２０１の表面には集電電極
１２０５が形成されており、各太陽電池素子１２０１は
インターコネクタ１２０６によって図１３の回路図に示
すように直列接続されて端子箱１２０７に導かれ、これ
により、電気的出力が外部に取り出せる構造になってい
る。
１２０５が形成されており、各太陽電池素子１２０１は
インターコネクタ１２０６によって図１３の回路図に示
すように直列接続されて端子箱１２０７に導かれ、これ
により、電気的出力が外部に取り出せる構造になってい
る。
【００６１】１２０８は、太陽電池素子１２０１を保護
するためのバイパスダイオードであり、本実施例では、
端子箱１２０７の中に実装されている。１２０９は外部
から磁界を印加することで導通するリードスイッチ、１
２１０は発光ダイオード１２１２と抵抗１２１３からな
る電圧信号発生手段である。１２１１は、発光ダイオー
ド１２１２の光が日中でも確認できるようにするための
暗色マスクフィルムである。
するためのバイパスダイオードであり、本実施例では、
端子箱１２０７の中に実装されている。１２０９は外部
から磁界を印加することで導通するリードスイッチ、１
２１０は発光ダイオード１２１２と抵抗１２１３からな
る電圧信号発生手段である。１２１１は、発光ダイオー
ド１２１２の光が日中でも確認できるようにするための
暗色マスクフィルムである。
【００６２】故障した太陽電池モジュールを特定する際
には、日中の動作状態において、設置されている各太陽
電池モジュールのリードスイッチ１２０９に永久磁石等
で磁界を加えて検査を行なう。磁界を加えることにより
発光ダイオード１２１２が点灯すれば正常であり、点灯
しても通常よりも発光量が小さい場合や消灯している場
合には、その太陽電池モジュールは故障していることが
分かる。各太陽電池モジュールは、磁界を加えない通常
動作時においては、全く電力を消費しない。また、各太
陽電池モジュールを設置するには、従来から知られてい
るさまざまな設置方法が適用できる。
には、日中の動作状態において、設置されている各太陽
電池モジュールのリードスイッチ１２０９に永久磁石等
で磁界を加えて検査を行なう。磁界を加えることにより
発光ダイオード１２１２が点灯すれば正常であり、点灯
しても通常よりも発光量が小さい場合や消灯している場
合には、その太陽電池モジュールは故障していることが
分かる。各太陽電池モジュールは、磁界を加えない通常
動作時においては、全く電力を消費しない。また、各太
陽電池モジュールを設置するには、従来から知られてい
るさまざまな設置方法が適用できる。
【００６３】［実施例２］図１４および１５は本発明の
太陽電池モジュールの一例を示す。図１４（ａ）および
（ｂ）は、所謂サブストレート構造の太陽電池の代表例
に本発明を適用した場合の構成を示す平面図およびその
Ｘ−Ｘ’における概略透視図である。図中、１４０１は
アモルファス太陽電池素子、１４０２は補強板、１４０
３はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂とガラス
不織布を混合した封止樹脂、１４０４は塗装鋼板１４０
２と太陽電池素子１４０１の間の絶縁をとるための透明
ポリエチレンフィルム、１４１１はインターコネクタや
ダイオード等の非発電領域を隠すための黒ポリエチレン
フィルム、１４０５は表面保護用の透明フッ素フィルム
である。本太陽電池モジュールも公知のラミネート技術
により容易に太陽電池素子１４０１を封止して形成する
ことができる。
太陽電池モジュールの一例を示す。図１４（ａ）および
（ｂ）は、所謂サブストレート構造の太陽電池の代表例
に本発明を適用した場合の構成を示す平面図およびその
Ｘ−Ｘ’における概略透視図である。図中、１４０１は
アモルファス太陽電池素子、１４０２は補強板、１４０
３はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂とガラス
不織布を混合した封止樹脂、１４０４は塗装鋼板１４０
２と太陽電池素子１４０１の間の絶縁をとるための透明
ポリエチレンフィルム、１４１１はインターコネクタや
ダイオード等の非発電領域を隠すための黒ポリエチレン
フィルム、１４０５は表面保護用の透明フッ素フィルム
である。本太陽電池モジュールも公知のラミネート技術
により容易に太陽電池素子１４０１を封止して形成する
ことができる。
【００６４】太陽電池素子１４０１の表面には集電電極
１４０６が形成されており、太陽電池素子１４０１はイ
ンターコネクタ１４０７によって、図１５に示される回
路図に示すように直列接続され、端子箱１４０９に導か
れており、これにより、電気的出力が外部に取り出せる
構造になっている。
１４０６が形成されており、太陽電池素子１４０１はイ
ンターコネクタ１４０７によって、図１５に示される回
路図に示すように直列接続され、端子箱１４０９に導か
れており、これにより、電気的出力が外部に取り出せる
構造になっている。
【００６５】１４０８は、太陽電池素子１４０１を保護
するためのバイパスダイオードであり、本実施例では、
各素子１４０１ごとに１つ実装されている。１４１０は
電界を集中させて、該電界により電圧を表示させる平行
平板電極である。図１４（ｃ）は平行平板電極部１４１
０を拡大した部分図である。電界の読取りには、電界印
加空間内の蓄積した電荷を読む表面電荷測定装置や、電
界で歪む封止樹脂等の誘電体をレーザ等で読み取るもの
を用いること等が考えられる。
するためのバイパスダイオードであり、本実施例では、
各素子１４０１ごとに１つ実装されている。１４１０は
電界を集中させて、該電界により電圧を表示させる平行
平板電極である。図１４（ｃ）は平行平板電極部１４１
０を拡大した部分図である。電界の読取りには、電界印
加空間内の蓄積した電荷を読む表面電荷測定装置や、電
界で歪む封止樹脂等の誘電体をレーザ等で読み取るもの
を用いること等が考えられる。
【００６６】本太陽電池モジュールは、通常動作では全
く電力を消費しない利点を有する。また、本実施例に
は、従来から知られている、さまざまな設置方法の適用
が可能である。
く電力を消費しない利点を有する。また、本実施例に
は、従来から知られている、さまざまな設置方法の適用
が可能である。
【００６７】［実施例３］図１６〜２１は本発明の太陽
電池モジュールの一例を示す。図１６（ａ）は、本実施
例に係るサブストレート構造の建材一体型太陽電池モジ
ュールの平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）
のＸ−Ｘ’における概略透視図である。図中、１６０１
はアモルファス太陽電池素子、１６０２は建材用塗装鋼
板、１６０３はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹
脂とガラス不織布を混合した封止樹脂、１６０４は建材
用塗装鋼板１６０２と太陽電池素子１６０１の間の絶縁
をとるためのポリエチレンフィルム、１６０５は表面保
護用の透明フッ素フィルムである。本太陽電池モジュー
ルも公知の真空ラミネート技術等を用いて容易に太陽電
池素子１６０１を封止することにより形成することがで
きる。
電池モジュールの一例を示す。図１６（ａ）は、本実施
例に係るサブストレート構造の建材一体型太陽電池モジ
ュールの平面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）
のＸ−Ｘ’における概略透視図である。図中、１６０１
はアモルファス太陽電池素子、１６０２は建材用塗装鋼
板、１６０３はＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹
脂とガラス不織布を混合した封止樹脂、１６０４は建材
用塗装鋼板１６０２と太陽電池素子１６０１の間の絶縁
をとるためのポリエチレンフィルム、１６０５は表面保
護用の透明フッ素フィルムである。本太陽電池モジュー
ルも公知の真空ラミネート技術等を用いて容易に太陽電
池素子１６０１を封止することにより形成することがで
きる。
【００６８】太陽電池素子１６０１の表面には集電電極
１６０６が形成されており、太陽電池素子１６０１はイ
ンターコネクタ１６０７によって、図１７の回路図に示
すように直列接続され、端子箱１６０９に導かれてお
り、これにより、電気的出力が外部に取り出せる構造に
なっている。
１６０６が形成されており、太陽電池素子１６０１はイ
ンターコネクタ１６０７によって、図１７の回路図に示
すように直列接続され、端子箱１６０９に導かれてお
り、これにより、電気的出力が外部に取り出せる構造に
なっている。
【００６９】１６０８は、太陽電池素子１６０１を保護
するためのバイパスダイオードであり、本実施例では、
各素子１６０１ごとに１つ実装されている。１６１０は
非発電領域を隠すための黒ポリエチレンフィルムであ
り、該フィルムには、電圧検知ブロック１６１１が外部
から見えるように穴１６１２があけられている。電圧検
知ブロック１６１１は、図１７の回路図に示すように、
電圧判定手段１７０１と電圧信号発生手段１７０２を一
体化したユニットであり、本実施例では、半導体集積回
路と表示デバイスを一体化させたものを用いている。
するためのバイパスダイオードであり、本実施例では、
各素子１６０１ごとに１つ実装されている。１６１０は
非発電領域を隠すための黒ポリエチレンフィルムであ
り、該フィルムには、電圧検知ブロック１６１１が外部
から見えるように穴１６１２があけられている。電圧検
知ブロック１６１１は、図１７の回路図に示すように、
電圧判定手段１７０１と電圧信号発生手段１７０２を一
体化したユニットであり、本実施例では、半導体集積回
路と表示デバイスを一体化させたものを用いている。
【００７０】図１８は、図１６の平板型建材一体型太陽
電池モジュールを瓦棒屋根材に加工した一例を示す斜視
図であり、１８０１は各太陽電池モジュールの電気的出
力を端子箱１６０９から取り出すリート゛線、１８０３は
太陽電池モジュール間をワンタッチで接続配線するため
のコネクタである。
電池モジュールを瓦棒屋根材に加工した一例を示す斜視
図であり、１８０１は各太陽電池モジュールの電気的出
力を端子箱１６０９から取り出すリート゛線、１８０３は
太陽電池モジュール間をワンタッチで接続配線するため
のコネクタである。
【００７１】図１９は実際に該瓦棒屋根材型太陽電池一
体モジュールを屋根に施工した際の断面図である。１９
０１は野地板、１９０２は防水シート、１９０３は太陽
電池と屋根板の間に配線空間を作り出すための桟木であ
る。各太陽電池モジュールは、該空間において接続され
ることにより、図２１に示されるように直列体を形成
し、屋内に設置された接続箱２１０２で並列接続され
る。また、該太陽電池モジュールは通し吊り子１９０４
を用いて、釘等で桟木１９０３に固定した後、上からキ
ャップ部材１９０５を被せて雨仕舞を行なう構造になっ
ている。図２０は、該瓦棒屋根材型太陽電池モジュール
を切り妻屋根面に施工した一例を示す。２００１は瓦棒
屋根材型太陽電池一体モジュールである。２００２は通
常の屋根材であり、該屋根材を用いて、屋根の設置時の
端部処理や太陽光発電装置の定格発電容量の調整を行な
う。
体モジュールを屋根に施工した際の断面図である。１９
０１は野地板、１９０２は防水シート、１９０３は太陽
電池と屋根板の間に配線空間を作り出すための桟木であ
る。各太陽電池モジュールは、該空間において接続され
ることにより、図２１に示されるように直列体を形成
し、屋内に設置された接続箱２１０２で並列接続され
る。また、該太陽電池モジュールは通し吊り子１９０４
を用いて、釘等で桟木１９０３に固定した後、上からキ
ャップ部材１９０５を被せて雨仕舞を行なう構造になっ
ている。図２０は、該瓦棒屋根材型太陽電池モジュール
を切り妻屋根面に施工した一例を示す。２００１は瓦棒
屋根材型太陽電池一体モジュールである。２００２は通
常の屋根材であり、該屋根材を用いて、屋根の設置時の
端部処理や太陽光発電装置の定格発電容量の調整を行な
う。
【００７２】図２１は、このようにして構成した太陽光
発電装置の構成を示すブロック図である。図中、２１０
１は太陽電池モジュール、２１０２は接続箱である。２
１０３は太陽電池モジュール側の直流開閉器であり、太
陽電池モジュール２１０１の交換の際に接続を切るため
に用いられる。２１０４は雷による装置の破損を防ぐ避
雷素子、２１０５はブロッキングダイオード、２１０６
は電力制御機器を点検する際に用いられる直流開閉器で
ある。２１０７は電力制御機器であり、該機器を用いて
本太陽光発電装置は系統と接続され、逆潮流システムを
形成する。
発電装置の構成を示すブロック図である。図中、２１０
１は太陽電池モジュール、２１０２は接続箱である。２
１０３は太陽電池モジュール側の直流開閉器であり、太
陽電池モジュール２１０１の交換の際に接続を切るため
に用いられる。２１０４は雷による装置の破損を防ぐ避
雷素子、２１０５はブロッキングダイオード、２１０６
は電力制御機器を点検する際に用いられる直流開閉器で
ある。２１０７は電力制御機器であり、該機器を用いて
本太陽光発電装置は系統と接続され、逆潮流システムを
形成する。
【００７３】次に、図２１を用いて、故障した太陽電池
モジュールの特定方法を説明する。まず、日中、直流開
閉器２１０３の入力側の端子電圧を測定する。太陽電池
モジュールの故障は、該端子電圧の低下となって現れる
ため、該電圧の低下した直列体を特定することで故障し
た太陽電池モジュールを予測できる。次に、設置面に登
り、故障したと思われる太陽電池モジュールの表示部を
目視により確認して、故障した太陽電池モジュールの特
定を行なう。なお、この際、太陽電池モジュールにパー
シャルシャドウが発生していないことに注意する必要が
ある。
モジュールの特定方法を説明する。まず、日中、直流開
閉器２１０３の入力側の端子電圧を測定する。太陽電池
モジュールの故障は、該端子電圧の低下となって現れる
ため、該電圧の低下した直列体を特定することで故障し
た太陽電池モジュールを予測できる。次に、設置面に登
り、故障したと思われる太陽電池モジュールの表示部を
目視により確認して、故障した太陽電池モジュールの特
定を行なう。なお、この際、太陽電池モジュールにパー
シャルシャドウが発生していないことに注意する必要が
ある。
【００７４】屋根面への太陽電池の設置作業や保守作業
は高価であるが、本実施例によれば故障した太陽電池モ
ジュールの特定が容易にできるため、保守作業を容易に
できる。そのため、安価に太陽光発電装置の保守を行な
うことが可能になる。また、屋根材に故障検知手段が内
蔵されているため、高い信頼性を実現できる。また、特
に故障検知のために特別な配線作業を行なうことが不要
なため、設置も容易に行なえるメリットがある。
は高価であるが、本実施例によれば故障した太陽電池モ
ジュールの特定が容易にできるため、保守作業を容易に
できる。そのため、安価に太陽光発電装置の保守を行な
うことが可能になる。また、屋根材に故障検知手段が内
蔵されているため、高い信頼性を実現できる。また、特
に故障検知のために特別な配線作業を行なうことが不要
なため、設置も容易に行なえるメリットがある。
【００７５】［実施例４］図２２〜２８は本発明の太陽
電池モジュールの一例を示す。図２２（ａ）は、本実施
例に係るサブストレート構造の建材一体型太陽電池モジ
ュールの一例を示す平面図である。図２２（ｂ）は、図
２２（ａ）のＸ−Ｘ’における概略透視図である。２２
０１はアモルファス太陽電池素子、２２０２は補強用塗
装鋼板、２２０３はＥＶＡ（エチレンビニルアセテー
ト）樹脂とガラス不織布を混合した封止樹脂、２２０４
は建設用塗装鋼板２２０２と太陽電池素子２２０１の間
の絶縁をとるためのポリエチレンフィルム、２２０５は
表面保護用の透明フッ素フィルムである。本太陽電池モ
ジュールも公知のラミネート技術により容易に太陽電池
素子を封止して形成することができる。
電池モジュールの一例を示す。図２２（ａ）は、本実施
例に係るサブストレート構造の建材一体型太陽電池モジ
ュールの一例を示す平面図である。図２２（ｂ）は、図
２２（ａ）のＸ−Ｘ’における概略透視図である。２２
０１はアモルファス太陽電池素子、２２０２は補強用塗
装鋼板、２２０３はＥＶＡ（エチレンビニルアセテー
ト）樹脂とガラス不織布を混合した封止樹脂、２２０４
は建設用塗装鋼板２２０２と太陽電池素子２２０１の間
の絶縁をとるためのポリエチレンフィルム、２２０５は
表面保護用の透明フッ素フィルムである。本太陽電池モ
ジュールも公知のラミネート技術により容易に太陽電池
素子を封止して形成することができる。
【００７６】アモルファス太陽電池素子２２０１の表面
には集電電極２２０６が形成されており、該アモルファ
ス太陽電池素子２２０１をインターコネクタ２２０７に
よって、図２３の回路図に示すように直列接続し、塗装
鋼板２２０２の開穴部２２０８から電気的出力を取り出
せるようになっている。また、該開穴部２２０８はモジ
ュールの両端部にプラス用として２箇所、マイナス用と
して一個所設けられている。２２０９はアモルファス太
陽電池素子２２０１の保護のためのバイパスダイオード
であり、本実施例では、各アモルファス太陽電池素子２
２０１ごとに１つ実装されている。２２１０は、非発電
領域を隠すための黒ポリエチレンフィルムである。本実
施例は、上記建材一体型太陽電池モジュールを図２４に
示す太陽電池モジュールの一態様である屋根パネルとし
て使用することに特徴がある。
には集電電極２２０６が形成されており、該アモルファ
ス太陽電池素子２２０１をインターコネクタ２２０７に
よって、図２３の回路図に示すように直列接続し、塗装
鋼板２２０２の開穴部２２０８から電気的出力を取り出
せるようになっている。また、該開穴部２２０８はモジ
ュールの両端部にプラス用として２箇所、マイナス用と
して一個所設けられている。２２０９はアモルファス太
陽電池素子２２０１の保護のためのバイパスダイオード
であり、本実施例では、各アモルファス太陽電池素子２
２０１ごとに１つ実装されている。２２１０は、非発電
領域を隠すための黒ポリエチレンフィルムである。本実
施例は、上記建材一体型太陽電池モジュールを図２４に
示す太陽電池モジュールの一態様である屋根パネルとし
て使用することに特徴がある。
【００７７】図２６は本実施例における太陽電池付屋根
パネル２６００の回路図であり、２６０１は建材一体型
太陽電池モジュール、２６０２は建材一体型太陽電池モ
ジュール２６０１の配線をつなぐ端子箱である。図２７
に端子箱２６０２を示す。該端子箱２６０２は、故障を
検知する手段として用いられる電圧判定手段である半導
体集積回路２７０１とその出力信号を光に変換する信号
発生手段である発光ダイオード２７０２から構成されて
いる。太陽電池付屋根パネル２６００は構造的には、図
２４に示すように、屋根パネル部材２４０１、瓦棒型屋
根材に加工された前記建材一体型太陽電池モジュール２
６０１、さらに該建材一体型太陽電池モジュール２６０
１を屋根パネル部材２４０１に固定する通し吊り子部材
２４０３と片吊り子部材２４０４、建材一体型太陽電池
モジュール２６０１からの電気出力を結線するための端
子箱２６０２、および建材一体型太陽電池モジュール２
６０１の連結部を覆うキャップ部材２４０６で構成され
る。キャップ部材２４０６には図２７で示した信号発生
手段２７０２に対応する部分に窓２４０５が設けられて
おり、該窓２４０５を通じて建材一体型太陽電池モジュ
ール２６０１の故障を識別することができる。
パネル２６００の回路図であり、２６０１は建材一体型
太陽電池モジュール、２６０２は建材一体型太陽電池モ
ジュール２６０１の配線をつなぐ端子箱である。図２７
に端子箱２６０２を示す。該端子箱２６０２は、故障を
検知する手段として用いられる電圧判定手段である半導
体集積回路２７０１とその出力信号を光に変換する信号
発生手段である発光ダイオード２７０２から構成されて
いる。太陽電池付屋根パネル２６００は構造的には、図
２４に示すように、屋根パネル部材２４０１、瓦棒型屋
根材に加工された前記建材一体型太陽電池モジュール２
６０１、さらに該建材一体型太陽電池モジュール２６０
１を屋根パネル部材２４０１に固定する通し吊り子部材
２４０３と片吊り子部材２４０４、建材一体型太陽電池
モジュール２６０１からの電気出力を結線するための端
子箱２６０２、および建材一体型太陽電池モジュール２
６０１の連結部を覆うキャップ部材２４０６で構成され
る。キャップ部材２４０６には図２７で示した信号発生
手段２７０２に対応する部分に窓２４０５が設けられて
おり、該窓２４０５を通じて建材一体型太陽電池モジュ
ール２６０１の故障を識別することができる。
【００７８】図２５は、図２４の太陽電池付屋根パネル
を屋根面に施工する様子を示している。２５０１は母屋
であり、太陽電池付屋根パネル２６００は、クレーン等
の重機器２５０２を利用して持ち上げられ、直接、建物
の母屋２５０１等に固定することで屋根面を構成するこ
とができる。
を屋根面に施工する様子を示している。２５０１は母屋
であり、太陽電池付屋根パネル２６００は、クレーン等
の重機器２５０２を利用して持ち上げられ、直接、建物
の母屋２５０１等に固定することで屋根面を構成するこ
とができる。
【００７９】図２８は、該太陽電池付屋根パネル２６０
０により構成された太陽光発電装置を示す。図中、２８
０２は避雷素子、２８０３は太陽電池側直流開閉器、２
８０４はブロッキングダイオード、２８０５は３線式直
流開閉器、２８０６は接続箱、２８０７は系統に接続す
る系統連系インバータである。
０により構成された太陽光発電装置を示す。図中、２８
０２は避雷素子、２８０３は太陽電池側直流開閉器、２
８０４はブロッキングダイオード、２８０５は３線式直
流開閉器、２８０６は接続箱、２８０７は系統に接続す
る系統連系インバータである。
【００８０】本実施例の太陽電池付屋根パネル２６００
を使用すれば、手早く屋根面に太陽電池を施工すること
ができるといった特別の効果を有する。また、施工後の
外観も、一般の建材一体型太陽電池モジュールを用いた
場合と変わらない屋根面が構成できる。また、屋根面へ
の太陽電池の設置作業や保守作業は高価であったが、本
実施例によれば、故障した太陽電池モジュールの特定が
容易にできるため、保守作業を容易にできる。そのた
め、安価に太陽光発電装置の保守を行なうことが可能に
なる。また、該太陽電池付屋根パネル２６００の故障検
知手段は工場内で予め組み立てられているため、特に故
障検知のために特別な配線作業を屋根上で行なうことが
不要となり、設置作業も容易に行なえるメリットがあ
る。さらに、実施例３に示される桟木１９０３を建材一
体型太陽電池モジュール２６０１と屋根パネル部材２４
０１の間に設け、通風溝を形成することも可能であり、
該構成によれば、通風溝を通る空気による冷却によっ
て、太陽電池の温度特性に起因する発電量の低下を抑制
することができる。また、該空気を建物の熱源として利
用することも可能である。
を使用すれば、手早く屋根面に太陽電池を施工すること
ができるといった特別の効果を有する。また、施工後の
外観も、一般の建材一体型太陽電池モジュールを用いた
場合と変わらない屋根面が構成できる。また、屋根面へ
の太陽電池の設置作業や保守作業は高価であったが、本
実施例によれば、故障した太陽電池モジュールの特定が
容易にできるため、保守作業を容易にできる。そのた
め、安価に太陽光発電装置の保守を行なうことが可能に
なる。また、該太陽電池付屋根パネル２６００の故障検
知手段は工場内で予め組み立てられているため、特に故
障検知のために特別な配線作業を屋根上で行なうことが
不要となり、設置作業も容易に行なえるメリットがあ
る。さらに、実施例３に示される桟木１９０３を建材一
体型太陽電池モジュール２６０１と屋根パネル部材２４
０１の間に設け、通風溝を形成することも可能であり、
該構成によれば、通風溝を通る空気による冷却によっ
て、太陽電池の温度特性に起因する発電量の低下を抑制
することができる。また、該空気を建物の熱源として利
用することも可能である。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、太
陽電池の故障モードに限定されず、故障した太陽電池モ
ジュールの特定を容易にすることができる。したがっ
て、保守点検の作業性を向上させることができる。
陽電池の故障モードに限定されず、故障した太陽電池モ
ジュールの特定を容易にすることができる。したがっ
て、保守点検の作業性を向上させることができる。
【００８２】また、さまざまな構成の太陽電池アレイに
おいても故障検出が可能となるので、太陽電池アレイの
構成の自由度を向上させることができる。
おいても故障検出が可能となるので、太陽電池アレイの
構成の自由度を向上させることができる。
【図１】 本発明の太陽電池モジュールの一例を示す構
成図である。
成図である。
【図２】 磁界で出力する電圧信号発生手段の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図３】 変位で出力する電圧信号発生手段の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図４】 電界で出力する電圧信号発生手段の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図５】 光で出力する電圧信号発生手段の一例を示す
回路図である
回路図である
【図６】 図１の太陽電池モジュールを用いた太陽光発
電装置の一例を示すブロック図である。
電装置の一例を示すブロック図である。
【図７】 本発明の太陽電池モジュールの一例を示す構
成図である。
成図である。
【図８】 定電圧ダイオードによる電圧判定手段の一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図９】 集積回路による電圧判定手段の一例を示す回
路図である。
路図である。
【図１０】 タイマやセンサを有する電圧判定手段の一
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図１１】 図７の構成における、別エネルギー源を有
する電圧判定手段の一例を示す図である。
する電圧判定手段の一例を示す図である。
【図１２】 本発明の太陽電池モジュールの一例を示す
平面図および平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図であ
る。なお、本概略透視図には断面から透視できる構成部
材を簡略に記入してある。
平面図および平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図であ
る。なお、本概略透視図には断面から透視できる構成部
材を簡略に記入してある。
【図１３】 図１２の太陽電池モジュールの回路図であ
る。
る。
【図１４】 本発明の太陽電池モジュールの一例を示す
平面図、平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図および部
分図である。なお、本概略透視図には断面から透視でき
る構成部材を簡略に記入してある。
平面図、平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図および部
分図である。なお、本概略透視図には断面から透視でき
る構成部材を簡略に記入してある。
【図１５】 図１４の太陽電池モジュールの回路図であ
る。
る。
【図１６】 本発明の太陽電池モジュールの一例を示す
平面図および平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図であ
る。なお、本概略透視図には断面から透視できる構成部
材を簡略に記入してある．
平面図および平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図であ
る。なお、本概略透視図には断面から透視できる構成部
材を簡略に記入してある．
【図１７】 図１６の太陽電池モジュールの回路図であ
る。
る。
【図１８】 図１６の太陽電池モジュールを用いた建材
加工済太陽電池モジュールの一例を示す斜視図である。
加工済太陽電池モジュールの一例を示す斜視図である。
【図１９】 図１８の太陽電池モジュールを設置する様
子を示す断面図である。
子を示す断面図である。
【図２０】 図１８の太陽電池モジュールを屋根面に施
工した一例を示す設置図である。
工した一例を示す設置図である。
【図２１】 図１８の太陽電池モジュールにより構成さ
れた太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。
れた太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】 本発明の太陽電池モジュールの一例を示す
平面図および平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図であ
る。なお、本概略透視図には断面から透視できる構成部
材を簡略に記入してある．
平面図および平面図のＸ−Ｘ’における概略透視図であ
る。なお、本概略透視図には断面から透視できる構成部
材を簡略に記入してある．
【図２３】 図２２の太陽電池モジュールの回路図であ
る。
る。
【図２４】 図２２の太陽電池モジュールを用いた太陽
電池モジュール付き屋根パネルの一例を示す斜視図であ
る。
電池モジュール付き屋根パネルの一例を示す斜視図であ
る。
【図２５】 図２４の太陽電池付屋根パネルを設置する
様子を示す図である。
様子を示す図である。
【図２６】 図２４の太陽電池付屋根パネルの構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２７】 図２６の端子箱の構成の一例を示す斜視図
である。
である。
【図２８】 図２４の太陽電池付屋根パネルにより構成
された太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。
された太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】 従来の太陽電池モジュールの構成を示す回
路図である。
路図である。
【図３０】 図２９の太陽電池モジュールに電流検知手
段を設けた公知例を示す図である。
段を設けた公知例を示す図である。
【図３１】 図２９の太陽電池モジュールに電流検知手
段を設けた他の公知例を示す図である。
段を設けた他の公知例を示す図である。
【図３２】 太陽電池が短絡故障した状態を示す図であ
る。
る。
【図３３】 複数の太陽電池モジュールの直列体を並列
接続することにより構成した太陽電池アレイの一例を示
す回路図である。
接続することにより構成した太陽電池アレイの一例を示
す回路図である。
【図３４】 並列接続した太陽電池モジュールを直列接
続した太陽電池アレイの構成例と動作を示す図である。
続した太陽電池アレイの構成例と動作を示す図である。
１１，２１０１：太陽電池モジュール、１２：太陽電
池、１３，７４，１２０８，１４０８，１６０８，２２
０９：バイパスダイオード、１４：電圧信号発生手段、
１５：電力信号発生手段、２１：抵抗、２２：コイル、
３１：圧電素子、４１：平行平板電極、５１：リードス
イッチ、５２，１０６：発光ダイオード、５３：抵抗、
７１：電圧判定手段、７２，２７０２：信号発生手段、
７３：太陽電池、７５，６０１〜６０６：太陽電池モジ
ュール、７６：電流センサ、７７：電圧センサ、７８：
集積回路、７９，９３：コンパレータ、８０：電力判定
手段、８３：定電圧ダイオード、８５：抵抗、８４：発
光ダイオード、９４：磁界発生コイル、９５：基準電圧
発生手段、１０４：コントロール手段、１１５：外部電
源供給手段、６０７，２１０２，２８０６：接続箱、６
０８：端子台、６０９，２１０５，２８０４：ブロッキ
ングダイオード、６１０：直流開閉器、６１１：電力制
御機器、１２０１：多結晶太陽電池素子、１２０２：保
護ガラス、１２０３：シリコン樹脂、１２０４：防湿フ
ィルム、１２０５，１６０６，２２０６：集電電極、１
２０６，１４０７，１６０７，２２０７：インターコネ
クタ、１２０７，１６０９，１４０９，２６０２：端子
箱、１２０９：リードＳＷ、１２１０，１７０２：電圧
信号発生手段、１２１２，２７０２：発光ダイオード、
１２１３：抵抗器、１２１１：暗色マスクフィルム、１
４０１，１６０１，２２０１：アモルファス太陽電池素
子、１４０２：補強板、１４０３：封止樹脂、１４０
４：透明ポリエチレンフィルム、１４０５，１６０５：
透明フッ素フィルム、１４０６：集電電極、１４１０：
平行平板電極、１４１１，１６１０，２２１０：黒ポリ
エチレンフィルム、１６０２：建材用塗装鋼板、１６０
３，２２０３：封止樹脂、１６０４，２２０４：ポリエ
チレンフィルム、１６１１：電圧検知ブロック、１６１
２：穴、１７０１：電圧判定手段、１８０１：リート゛
線、１８０３：コネクタ、１９０１：野地板、１９０
２：防水シート、１９０３：桟木、１９０４：通し吊り
子、１９０５，２４０６：キャップ部材、２００１：瓦
棒屋根材型太陽電池モジュール、２００２：屋根材、２
１０３，２１０６，２８０３：直流開閉器、２１０４，
２８０２：避雷素子、２１０７：電力制御機器、２２０
２：補強用塗装鋼板、２２０５：透明フッ素フィルム、
２２０８：開穴部、２６００：太陽電池付屋根パネル、
２６０１：建材一体型太陽電池モジュール、２４０１：
屋根パネル部材、２４０３：通し吊り子部材、２４０
４：片吊り子部材、２５０１：母屋、２５０２：重機
器、２７０１：半導体集積回路、２８０５：３線式直流
開閉器、２８０７：系統連系インバータ、２４０５：
窓。
池、１３，７４，１２０８，１４０８，１６０８，２２
０９：バイパスダイオード、１４：電圧信号発生手段、
１５：電力信号発生手段、２１：抵抗、２２：コイル、
３１：圧電素子、４１：平行平板電極、５１：リードス
イッチ、５２，１０６：発光ダイオード、５３：抵抗、
７１：電圧判定手段、７２，２７０２：信号発生手段、
７３：太陽電池、７５，６０１〜６０６：太陽電池モジ
ュール、７６：電流センサ、７７：電圧センサ、７８：
集積回路、７９，９３：コンパレータ、８０：電力判定
手段、８３：定電圧ダイオード、８５：抵抗、８４：発
光ダイオード、９４：磁界発生コイル、９５：基準電圧
発生手段、１０４：コントロール手段、１１５：外部電
源供給手段、６０７，２１０２，２８０６：接続箱、６
０８：端子台、６０９，２１０５，２８０４：ブロッキ
ングダイオード、６１０：直流開閉器、６１１：電力制
御機器、１２０１：多結晶太陽電池素子、１２０２：保
護ガラス、１２０３：シリコン樹脂、１２０４：防湿フ
ィルム、１２０５，１６０６，２２０６：集電電極、１
２０６，１４０７，１６０７，２２０７：インターコネ
クタ、１２０７，１６０９，１４０９，２６０２：端子
箱、１２０９：リードＳＷ、１２１０，１７０２：電圧
信号発生手段、１２１２，２７０２：発光ダイオード、
１２１３：抵抗器、１２１１：暗色マスクフィルム、１
４０１，１６０１，２２０１：アモルファス太陽電池素
子、１４０２：補強板、１４０３：封止樹脂、１４０
４：透明ポリエチレンフィルム、１４０５，１６０５：
透明フッ素フィルム、１４０６：集電電極、１４１０：
平行平板電極、１４１１，１６１０，２２１０：黒ポリ
エチレンフィルム、１６０２：建材用塗装鋼板、１６０
３，２２０３：封止樹脂、１６０４，２２０４：ポリエ
チレンフィルム、１６１１：電圧検知ブロック、１６１
２：穴、１７０１：電圧判定手段、１８０１：リート゛
線、１８０３：コネクタ、１９０１：野地板、１９０
２：防水シート、１９０３：桟木、１９０４：通し吊り
子、１９０５，２４０６：キャップ部材、２００１：瓦
棒屋根材型太陽電池モジュール、２００２：屋根材、２
１０３，２１０６，２８０３：直流開閉器、２１０４，
２８０２：避雷素子、２１０７：電力制御機器、２２０
２：補強用塗装鋼板、２２０５：透明フッ素フィルム、
２２０８：開穴部、２６００：太陽電池付屋根パネル、
２６０１：建材一体型太陽電池モジュール、２４０１：
屋根パネル部材、２４０３：通し吊り子部材、２４０
４：片吊り子部材、２５０１：母屋、２５０２：重機
器、２７０１：半導体集積回路、２８０５：３線式直流
開閉器、２８０７：系統連系インバータ、２４０５：
窓。
Claims (24)
- 【請求項１】 太陽電池と電圧が印加されることにより
信号を発生する信号発生手段とを少なくとも有する太陽
電池モジュールにおいて、前記太陽電池と前記信号発生
手段とが並列に接続されており、前記電圧は少なくとも
前記信号発生手段と並列に接続されている前記太陽電池
によって出力される電圧であることを特徴とする太陽電
池モジュール。 - 【請求項２】 太陽電池と電力が印加されることにより
信号を発生する信号発生手段とを少なくとも有する太陽
電池モジュールにおいて、前記太陽電池と前記信号発生
手段とが並列かつ直列に接続されていることを特徴とす
る太陽電池モジュール。 - 【請求項３】 前記太陽電池は単数の太陽電池素子また
は複数の太陽電池素子の直列体もしくは並列体であるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジ
ュール。 - 【請求項４】 前記信号発生手段が発光手段、磁界発生
手段、電界発生手段、機械的変位を発生させる手段、発
色手段のいずれかもしくはこれらの組み合わせであるこ
とを特徴とする請求項１乃至３に記載の太陽電池モジュ
ール。 - 【請求項５】 前記信号発生手段がスイッチング手段を
有することを特徴とする請求項１乃至４に記載の太陽電
池モジュール。 - 【請求項６】 前記太陽電池モジュールはバイパスダイ
オードを有しており、前記太陽電池と前記信号発生手段
と前記バイパスダイオードとが並列に接続されているこ
とを特徴とする請求項１乃至５に記載の太陽電池モジュ
ール。 - 【請求項７】 建材と一体化したことを特徴とする請求
項１乃至６に記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項８】 屋根パネル部材と一体化したことを特徴
とする請求項１乃至７に記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項９】 前記信号発生手段が前記屋根パネル部材
に設けられたことを特徴とする請求項８に記載の太陽電
池モジュール。 - 【請求項１０】 太陽電池と所定の電圧が印加される場
合に信号を発生する判定手段とを少なくとも有する太陽
電池モジュールにおいて、該判定手段は該判定手段が発
生する信号に応じて信号を発生する信号発生手段を有し
ており、該太陽電池と該判定手段とが並列に接続されて
おり、前記電圧は少なくとも前記判定手段と並列に接続
されている前記太陽電池によって出力される電圧である
ことを特徴とする太陽電池モジュール。 - 【請求項１１】 太陽電池と所定の電力が印加される場
合に信号を発生する判定手段とを少なくとも有する太陽
電池モジュールにおいて、該判定手段は該判定手段が発
生する信号に応じて信号を発生する信号発生手段を有し
ており、該太陽電池と該判定手段とが並列かつ直列に接
続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。 - 【請求項１２】 前記太陽電池は単数の太陽電池素子ま
たは複数の太陽電池素子の直列体もしくは並列体である
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の太陽電
池モジュール。 - 【請求項１３】 前記信号発生手段が発光手段、磁界発
生手段、電界発生手段、機械的変位を発生させる手段、
発色手段のいずれかもしくはこれらの組み合わせである
ことを特徴とする請求項１０乃至１２に記載の太陽電池
モジュール。 - 【請求項１４】 前記信号発生手段がスイッチング手段
を有することを特徴とする請求項１０乃至１３に記載の
太陽電池モジュール。 - 【請求項１５】 前記太陽電池モジュールはバイパスダ
イオードを有しており、前記太陽電池と前記判定手段と
前記バイパスダイオードとが並列に接続されていること
を特徴とする請求項１０乃至１４に記載の太陽電池モジ
ュール。 - 【請求項１６】 建材と一体化したことを持徴とする請
求項１０乃至１５に記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項１７】 屋根パネル部材と一体化したことを特
徴とする請求項１０乃至１６に記載の太陽電池モジュー
ル。 - 【請求項１８】 前記判定手段および前記信号発生手段
が前記屋根パネル部材に設けられたことを特徴とする請
求項１７に記載の太陽電池モジュール。 - 【請求項１９】 請求項１乃至１８に記載の太陽電池モ
ジュールにより形成されたことを特徴とする太陽電池ア
レイ。 - 【請求項２０】 前記太陽電池モジュールを互いに電気
的に接続するための配線が前記太陽電池モジュールの表
面以外においてされていることを特徴とする請求項１９
に記載の太陽電池アレイ。 - 【請求項２１】 ブロッキングダイオードを有すること
を特徴とする請求項１９または２０に記載の太陽電池ア
レイ。 - 【請求項２２】 請求項１９乃至２１に記載の太陽電池
アレイを有することを特徴とする太陽光発電装置。 - 【請求項２３】 太陽電池アレイを構成する各太陽電池
モジュールの故障の有無を各太陽電池モジュールの少な
くとも動作電圧に基づく情報により特定することを特徴
とする故障した太陽電池モジュールの特定方法。 - 【請求項２４】 太陽電池アレイを構成する各太陽電池
モジュールの故障の有無を各太陽電池モジュールの少な
くとも動作電力に基づく情報により特定することを特徴
とする故障した太陽電池モジュールの特定方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11065441A JPH11330521A (ja) | 1998-03-13 | 1999-03-11 | 太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法 |
| US09/266,830 US6515215B1 (en) | 1998-03-13 | 1999-03-12 | Photovoltaic module, photovoltaic module array, photovoltaic system, and method of detecting failure of photovoltaic module |
| US10/282,026 US6979771B2 (en) | 1998-03-13 | 2002-10-29 | Photovoltaic module, photovoltaic module array, photovoltaic system, and method of detecting failure of photovoltaic module |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-80592 | 1998-03-13 | ||
| JP8059298 | 1998-03-13 | ||
| JP11065441A JPH11330521A (ja) | 1998-03-13 | 1999-03-11 | 太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330521A true JPH11330521A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=26406584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11065441A Withdrawn JPH11330521A (ja) | 1998-03-13 | 1999-03-11 | 太陽電池モジュ―ル、太陽電池アレイ、太陽光発電装置、太陽電池モジュ―ルの故障特定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6515215B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11330521A (ja) |
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